Kevlar, nomex ja nailon (0)

Gümnaasium
Füüsika referaat
Kevlar , Nomex , Nailon
2008
Kevlar
Kevlar on tugeva ja kerge sünteetilise kiudaine , aramiidi, registreeritud kaubamärk. Ta on ligi 5 korda terasest tugevam. Kevlar on kollaka värvusega ning raskesti lõigatav.
Kevlar töötati välja Ameerika ettevõttes Dupoint 1965. aastal. 1970-ndate alguses alustati aga selle kaubanduslikku tootmist.
Kasutudalad
Algupäraselt töötati seda materjali välja autokummide tugevdamiseks, kuid sellel otsatarbel kasutatakse seda ka praegu. Lisaks sellele kasutatakse kevlarit tugevdava kiudainena kombineeritud materjalides, mis muutuvad kevlari kasutamise tulemusena kergeteks ja vastupidavateks. Samuti kasutatakse seda materjali sokkide tootmisel, mis muudab sokid vastupidavamaks ja tugevamaks.
Kevlarit kasutatakse vask ja kiud- optiliste kaablite tugevdamiseks(niit kogu kaabli pikkuses , mis takistab kaabli rebenemise ja välja venimise), akkustiliste kõlarite difuusorites ja proteeside tootmisel.
Kasutamine kuulindlates vestides
Kevlari mehhaanilisd omadused võimaldavad selle kasutamist kuulikindlate vestide valmistamisel. See ongi üks kevlari tuntumaid kasutusalasid.
1970-ndatel aastatel sai üks kõige märkimisvääsemaks saavutuseks kuulikindlate vestide arendamisel kevlarist tugevdava aine leiutamine. Algupäraselt pidi see asendama ahtorehvide armatuuriosa. Kevlarist kuulikindla vesti väljatöötamine toimus National Institute of Justice poolt. Esmalt toimus kevlaris kiudaine testimine, kas see on üldse võimeline kuuli peatama. Seejärel selgitati välja kuuli peatamiseks vajaminevate kevlari kihtide arv erinevate kuulikaliibrite puhul ning kuulikindla vesti väljatöötamine, mis kaitseks ametnikke kõige laiaulatuslikumalt kasutatavate kuulide kaliiber 38 Special ja 22 Long Rifle puhul.
1973.aastaks oli välja arendatud 7-kihiline kevlari kiudainest kuulikindel vest, mille katsetamise tulemusena selgus, et kevlari märgumisel selle kaitsvad toimed vähenevad. Samuti halvenes kaitse kuulide vastu ultraviolettkiirguse tõttu, sealhulgas ka päikesevalguse pärast. Keemiline puhastus ja valgendajad halvendasid samuti materjali vastupidavust .
Nende probleemdie vältimiseks arendati välja vettpidav vest, mis oli kaetud riidekiudega päikesevalgsue kahjulike mõjutegurite vältimiseks.
Temperatuurilised omadused
Kevlar säilitab vastupidavuse ja elastsuse ka madalatel temperatuuridel (kuni -196°C), kusjuures madalatel temperatuuridel tema vastupidavus isegi natuke tõuseb.
Kuumutamisel kevlar ei sula, vaid laguneb suhteliselt kõrgetel temperatuuridel (430-480°C).
Lagunemistemperatuur sõltub kuumutamsie kiirusest ja temperatuuri mõjusfääti pikkusest.
Kõrgendatud temperatuuridel (üle 150°C), kevlari tugevus ajapikku väheneb.
Kevlari struktuur:
Nomex
Nomex on tulekindla meta-aramiidse materjali patendeeritud kaubamärk, mis arendati välja 1960-ndate alguses DuPont -i poolt ja esimest korda turustati 1967. aastal.
Nomexit võib käsitleda kui aromaatset nailonit, Kevlari meta- varianti .
Kasutusalad
Nomexit müüakse nii kiudainena, kui linade vormis ja kasutatakse tootena, kusiganes vastupidavus temperatuurile ja tulele on vajalik. Nomexi lehed on tegelikult kalendeeritud paber ja tehtud sarnases stiilis. Nomexi tüüp 410 paber on originaal ja üks suurematest klassidest, mis on valmistatud enamasti elektriliste isolatsioonide tarvis.
Nii tuletõrje - kui rallitööstus kasutavad Nomexit, et luua riietus ja varustus , mis suudaks vastu pidada tugevale temperatuurile. Kõik aramiidid on tule ja-temperatuurikindlad.
Nomexi kiudaineid toodetakse USA-s ja Hispaanias.
Nomexist kapuuts on üldlevinud tuletõrje ja rallivõistluse varustuse osa. See asetatakse tuletõrjuja pähe näomaski peale. Kapuuts kaitseb peaosasid, mis pole kiivriga ja näomaskiga kaetud, kõrge temperatuuri ja tule eest.
Rallisõitjad kannavad nomexist või teistest tule mõju pidurdavatest materjalidest tehtud sõitmiskostüüme, kaasaarvatud nomexist kindaid, pikka aluspesu, sokke ja jalanõusid, mis kaitseks neid tulle sattumise puhul.
Sõjaväepiloodid ja lennukimeeskond kannavad lennukostüüme, mis on tehtud üle 92% nomexist, et kaitsa end võimaliku lahinguvälja tule ja teiste äparduste eest. Hiljuti on mööda maad liikuv sõjavägi hakanud samuti kasutama nomexit. Ülejäänud materjal on enamjaolt kevlarist niit, mis riidematerjali koos hoiab.
Nomexit on kasutatud ka tema unikaalsete akkustiliste omaduste pärast. Nomex peegeldab kõrgsagedusega helisid ja võimendab kesk ja-madalsagedusega helisid.
Nomexi töötlemine
Nomexi töötlemise peab põhinema kergel niiskuse imendumisel ning tuleb arvestada selle halba vastupidavust UV-kiirguse suhtes. Algselt kuldsed kiud muutuvad UV-kiirguse tulemusena vasekarva pruunideks ning kaotava dligi 75% oma vastupidavusest. Nomexi kiud võivad üksteisest erineda veesisalduse poolest, sisaldades kuni 7% vett. Suure niiskusega kiudaineid kuivatatakse. Kosmosetüüstuses kasutatakse nomexit veesisaldusega vähem kui 3 %. Aramiidi kiudainete lõikamiseks on vaja spetsiaalseid kääre
Nomex
Nailon
Nailon on sünteetiline polüamiid, mida kasutatakse enamjaolt kiudainete tööstuses.
Neilonil on kaks polümeeri : polüheksatüleendipinamiid ja põlü-ε-kaproamiid. Nailoni sülamistemperatuur on 190°C-350°C.
Esmakordselt sünteesiti see Wallace Carothers`I poolt 28. Veebruaril 1935. aastal DuPont´is
Nailon on üks enimkasutatavaid polümeere.
On versioon, mille kohaselt sõna “Nailon” pärineb linnanimedest New York ja London (nylon = New York + London). Levib ka arvamus, et see on lühend New York Lab of Organic Nitrocompounds´ist, kuid kindlad tõendid selle kohta puuduvad.
Omadused
Nailon on termoplastne siidjas materjal. See on kerge ja elsatne materjal, mis samas on piisavalt tugev ja vastupidav niiskusele. Ta on vastupidav paljude keemiliste elemendite suhtes, kuid hapete UV-kiirguse suhtes on väga tundlik. Põlemise asemel ta sulab.
Nailonit kasutatakse sukkade ja vaipade tootmisel ja paljudel sõjalistel rakendusaladel.
Viimastel aastatel on oluliselt kasvanud plastide (plastmasside) osatähtsus jäätmetes. Molekulstruktuuri järgi eristatakse termo- ja termoreaktiivplaste. Termoplaste, mida tähistatakse PP, PS, PVC, nailon, saab korduvalt üles sulatada. Laiatarbeplastidest moodustavad nad umbes 80%.
Kapron(üleval) ja nailon (all)