Aramid/Kevlar: Ett supermaterial för utomhus?

Innehållsförteckning

Ett lätta, klippt och punkteringsresistent tyg som används för skottsäkra västar, värmebeständiga uniformer eller till och med flygplan. Ja, vid första anblicken verkar Aramid, annars känd under varumärket Kevlar, mycket mer lämpad för superhjältdräkter än för utomhussport. Men egenskaperna för detta mycket speciella tyg finns i extremt användbara i en mängd olika utomhusprodukter, inklusive handskar, byxor, hjälmar, ryggsäckar och sladd. Med andra ord, det är definitivt värt att titta närmare på Aramid och hur det kan gynna amerikanska bergs- och utomhusidrottare.

Vad är Aramid?

I ett nötskal är aramid en slags polyamid och därmed en annan av de många kolväte- eller petroleumbaserade polymererna. På Wikipedia är definitionen lite mer exakt, men mer komplex:

”Aramidfibrer är en klass av värmebeständiga och starka syntetfibrer. [...] Namnet är en portmanteau av 'aromatisk polyamid'. Kedjemolekylerna i fibrerna är mycket orienterade längs fiberaxeln. Som ett resultat bidrar en högre andel av den kemiska bindningen mer till fiberstyrka än i många andra syntetfibrer. Aramider har en mycket hög smältpunkt (> 500 ° C). "

Varför kallas det en "aromatisk polyamid"? Bra fråga! Denna grupp av ämnen (åtminstone i delar) släpper faktiskt intensiva (doftande) aromer, som ofta uppfattas som trevliga. Så intressant som detta kan vara, vi är mycket mindre intresserade av lukten än vi är i materialets funktionella egenskaper.

Men innan vi kommer till de mest intressanta och relevanta, här är lite mer information om utvecklingen av materialet: i mitten av sextiotalet genomförde den amerikanska Dupont -gruppen en hel del forskning om den praktiska användningen av aramider. Under processen utvecklade de den mest kända typen av Aramid Kevlar och gjorde den redo för kommersiellt bruk. Kevlar är förmodligen det enda handelsnamnet du som en utomhusentusiast någonsin har hört, eftersom denna aramidfiber ofta används i utomhus- och bergsbestigningsprodukter. Egentligen är Kevlar den enda aramidfiber som finns i detta område, varför vi främst fokuserar på det och lämnar aramidprodukter, som Nomex, Teijinconex, Twaron eller Technora för att skjuta krigare, soldater och astronauter ...

Produktion

Produktionen av aramider är minst sagt komplex och komplex. De produceras oftare som fibrer än som filmer. I den komplexa världen av fibervetenskap görs en åtskillnad mellan lågmodul och högmodulfibrer, vars funktionella egenskaper skiljer sig åt från varandra.

Höga modulfibrer snurras från en flytande kryytallösning av poly-parafenylentereftahalamid i koncentrerad svavelsyra. Efter ytbehandlingen sträcks högmodulfibrer mekaniskt för att ge en mycket orienterad polymer. Den "höga graden av orientering" ger ett rent utseende mönster. Den exakta geometrien är lika karakteristisk för aramid som den gyllene gula färgen, som leder oss till aramidens egenskaper.

Egenskaper

I sin egen beskrivning av sin Kevlar -produkt betonar DuPont att dessa fibrer är "bättre, starkare och säkrare" i det stora utomhus: "DuPont ™ Kevlar® Aramid Fiber tillåter människor att våga större. Det används för att göra en mängd olika kläder, tillbehör och utrustning säker och skärmeständig. Det är lätt, hållbart och utomordentligt starkt. Ja, det är mest känt för sin användning i ballistiska och stickresistent kroppsrustning, eftersom Kevlar®-märket Aramid Fiber fortsätter att utvecklas och låta hjältar vara hjältar. Men det är också på skidbackarna, omkopplingsspåren, i krävande ökenterräng, till och med de yttre gränserna för rymden. ”

Det breda utbudet av applikationer beror på fiberns höga (drag) styrka, hög påverkan motstånd, medelstor till låg förlängning, de goda vibrationsdämpande egenskaperna och värmebeständigheten. I stället för att smälta börjar fibrerna kolsida vid cirka 400 ° C. Varken lösningsmedel, bränslen, smörjmedel, saltvatten, svampar eller bakterier kan göra mycket skada på aramidfibrer. De är bara känsliga för vissa starka syror och alkalier. Med andra ord är Aramid mycket tuff.

När det gäller tryckhållfasthet är dock aramidtyger mer mitt i förpackningen och ganska dålig när det gäller UV -resistens och vattenabsorption (upp till 7%). UV -strålning leder till att fibern förlorar upp till 75% av dess styrka. Detta kan emellertid motverkas relativt enkelt med hjälp av UV-absorberande beläggningar eller laminat. I allmänhet kan Aramid enkelt kombineras med andra tyger, vilket innebär att dess funktionalitet kan optimeras och utökas på många olika sätt.

Ansökningar

Aramidens unika egenskaper gör det idealiskt för ett brett utbud av applikationer, inklusive konstruktions- och branschapplikationer. Sport- och utomhusindustrin älskar materialet för dess seghet, draghållfasthet och låg vikt. Aramidfibrer används för sladdar, paragliding linjer, segel, cykeldäck och mer.

Kevlarelementen i textilier fungerar främst som förstärkningar som skyddar kroppen och ökar livslängden. Kevlar-förstärkningarna är särskilt populära inom cykling, motorcykel- och motorsportskläder samt i områden med utomhusbyxor och ryggsäckar. Kevlar sömmar används också i skidor och via ferrata -handskar.

Eftersom materialet är så tufft finns det en viss styvhet för det. Detta kan definitivt vara ett plus, men det finns några nackdelar också med det, särskilt utomhus. Detta illustreras av exemplet med de relativt nya kevlar -sladderna, som också finns tillgängliga som syna sladdar i olika storlekar. Kärnan är gjord av aramid, medan manteln är gjord av polyamid, som är fallet med "normala" sladdar och rep. Aramidkärnan är brunaktig i färg, så det är lätt att skilja från den konventionella, bländande vita polyetenkärnan i din vanliga sladd, rep och webbingmaterial.

5/2014-numret av den tyskspråkiga DAV Panorama Magazine framhöll materialets höga styrka och höga snittmotstånd som några av de viktigaste fördelarna. Dessutom är materialet inte bara mycket nötning och värmebeständigt, utan har också en draghållfasthet som är mycket större än för polyamidkabel. Kevlar -sladdar erbjuder också en mycket högre styrka än konventionella tillbehörsladdar med samma diameter.

Som en nackdel pekar Panorama Magazine på den större mängden mantelskjutning som visas av kevlar -sladdar jämfört med ren polyamid. De påpekar också att det kvasistatiska materialet inte ska användas i dynamiska belays för ledare.

På grund av sin brist på elasticitet (mer exakt: låg förlängning att bryta) är Kevlar inte lämplig för dynamiska rep. Men materialets styvhet kommer verkligen att vara användbar för rocktunnlar eller rappellering av en Abalakov -uppsättning.

Slutsats

När det gäller styrka, hållbarhet, livslängd och säkerhet finns det knappast ett material bättre än Aramid/Kevlar. Dess egenskaper kan vara extremt användbara i vissa utomhussituationer men mindre i andra. Det har inte så många applikationer inom utomhusindustrin som i cykling och motorsport, arbetshälsa och säkerhet och andra områden, men det är fortfarande ganska användbart!