Aramid/Kevlar: Ein supermaterial für die Natur?

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Ein leichter, geschnittener und pünnungsbeständiger Stoff, der für kugelsichere Westen, hitzebeständige Uniformen oder sogar Flugzeugkonstruktionen verwendet wird. Ja, auf den ersten Blick scheint Aramid, ansonsten unter dem Markennamen Kevlar bekannt, viel besser für Superheldenkostüme als für Outdoor -Sportarten geeignet zu sein. Die Eigenschaften dieses ganz besonderen Stoffes sind jedoch äußerst nützlich in einer Vielzahl von Outdoor -Produkten, darunter Handschuhe, Hosen, Helme, Rucksäcke und Tauwer. Mit anderen Worten, es lohnt sich auf jeden Fall, Aramid genauer zu betrachten und wie es uns Athleten von Berg- und Outdoor -Athleten nutzen kann.

Was ist Aramid?

Kurz gesagt, Aramid ist eine Art Polyamid und damit eine der zahlreichen Polymere auf Kohlenwasserstoff- oder Erdölbasis. Auf Wikipedia ist die Definition etwas präziser, aber komplexer:

„Aramidfasern sind eine Klasse von hitzebeständigen und starken synthetischen Fasern. […] Der Name ist ein Portmanteau von 'aromatischem Polyamid'. Die Kettenmoleküle in den Fasern sind entlang der Faserachse stark ausgerichtet. Infolgedessen trägt ein höherer Anteil der chemischen Bindung mehr zur Faserfestigkeit bei als bei vielen anderen synthetischen Fasern. Aramide haben einen sehr hohen Schmelzpunkt (> 500 ° C). “

Warum wird es als „aromatisches Polyamid“ bezeichnet? Gute Frage! Diese Gruppe von Substanzen (zumindest in Teilen) setzt tatsächlich intensive (duftende) Aromen frei, die oft als angenehm empfunden werden. So interessant das auch sein mag, wir interessieren uns viel weniger für den Geruch als an den funktionellen Eigenschaften des Materials.

Bevor wir jedoch zu den interessantesten und relevantesten kommen, finden Sie hier einige weitere Informationen zur Entwicklung des Materials: Mitte der sechziger Jahre führte die amerikanische Dupont -Gruppe einiges über die praktische Verwendung von Aramiden durch. Dabei entwickelten sie die bekannteste Art von Aramid Kevlar und machten es für den kommerziellen Gebrauch bereit. Kevlar ist vermutlich der einzige Handelsname, den Sie als Outdoor -Enthusiast jemals gehört haben, da diese Aramidfaser häufig in Outdoor- und Bergsteigerprodukten verwendet wird. Tatsächlich ist Kevlar die einzige Aramidfaser, die in diesem Bereich gefunden wurde. Deshalb werden wir uns hauptsächlich darauf konzentrieren und Aramidprodukte wie Nomex, Teijinconex, Twaron oder Technora Feuerkämpfer, Soldaten und Astronauten überlassen ...

Produktion

Die Produktion von Aramiden ist, gelinde gesagt, vielfältig und komplex. Sie werden häufiger als Fasern als als Filme produziert. In der komplexen Welt der Faserwissenschaft wird eine Unterscheidung zwischen niedrigmodulus und hohen Modulusfasern getroffen, deren funktionelle Eigenschaften sich etwas voneinander unterscheiden.

Hohe Modulfasern werden aus einer flüssigen krytallinen Lösung von Poly-Paraphenylen-Terephtahalamid in konzentrierter Schwefelsäure gesponnen. Nach der Oberflächenbehandlung werden Fasern mit hohen Modules mechanisch gestreckt, um ein stark orientiertes Polymer zu ergeben. Das „hohe Ausrichtung“ sorgt für ein sauber aussehendes Muster. Die genaue Geometrie ist genauso charakteristisch für Aramid wie die goldene gelbe Farbe, die uns zu den Eigenschaften von Aramid bringt.

Eigenschaften

In ihrer eigenen Beschreibung ihres Kevlar -Produkts betont DuPont, dass diese Fasern in der Natur „besser, stärker und sicherer“ sind: „DuPont ™ Kevlar® Aramidfaser ermöglicht es den Menschen, größer zu wagen. Es wird verwendet, um eine Vielzahl von Kleidung, Accessoires und Geräten sicher und resistent zu machen. Es ist leicht, langlebig und außerordentlich stark. Ja, es ist am besten für seine Verwendung in ballistischen und stabresistenten Körperpanzer bekannt, da sich die Marke Kevlar® Aramid Faser weiterentwickelt und es Helden erlaubt, Helden zu sein. Aber es ist auch an den Skigisten, den Switchback -Pfaden, in anspruchsvollem Wüstengelände, sogar den äußeren Grenzen des Raums. “

Der breite Bereich der Anwendungen ist auf die hohe (Zugfestigkeit der Faser), die Resistenz mit hoher Aufprall, eine mittlere bis niedrige Dehnung, die guten Schwingungsanlagen und die Wärmebeständigkeit zurückzuführen. Anstatt zu schmelzen, beginnen die Fasern bei etwa 400 ° C zu karbonisieren. Weder Lösungsmittel, Kraftstoffe, Schmiermittel, Salzwasser, Pilze oder Bakterien können Aramidfasern sehr schaden. Sie sind nur empfindlich für einige starke Säuren und Alkalien. Mit anderen Worten, Aramid ist sehr hart.

Wenn es um Druckfestigkeit geht, sind Aramidstoffe jedoch mehr Mitte des Rudels und in Bezug auf UV -Widerstand und Wasserabsorption (bis zu 7%) ziemlich schlecht. UV -Strahlung führt dazu, dass die Faser bis zu 75% ihrer Stärke verliert. Dies kann jedoch relativ leicht durch UV-absorbierende Beschichtungen oder Laminate entgegengewirkt werden. Im Allgemeinen kann Aramid leicht mit anderen Stoffen kombiniert werden, was bedeutet, dass seine Funktionalität auf viele verschiedene Arten optimiert und erweitert werden kann.

Anwendungen

Die einzigartigen Eigenschaften von Aramid machen es ideal für eine Vielzahl von Anwendungen, einschließlich Bau- und Branchenanwendungen. Die Sport- und Outdoor -Industrie lieben das Material für seine Zähigkeit, Zugfestigkeit und niedriges Gewicht. Aramidfasern werden für Kabel, Paragliding -Linien, Segel, Fahrradreifen und mehr verwendet.

Die Kevlar -Elemente in Textilien dienen hauptsächlich als Verstärkung, die den Körper schützen und die Lebensdauer von Kleidungsstücken erhöhen. Die Kevlar-Verstärkungen sind besonders beliebt bei Radfahren, Motorrad- und Motorsportkleidung sowie in hohen Gebieten mit Hosen und Rucksäcken im Freien. Kevlar -Nähte werden auch im Ski und Ferrata -Handschuhen verwendet.

Da das Material so schwierig ist, gibt es eine gewisse Steifheit. Dies kann definitiv ein Plus sein, aber es gibt auch einige Nachteile, insbesondere im Freien. Dies wird durch das Beispiel der relativ neuen Kevlar -Kabel veranschaulicht, die auch als genähte Kabelschlangen in verschiedenen Größen erhältlich sind. Der Kern besteht aus Aramide, während die Hülle aus Polyamid besteht, wie es bei „normalen“ Kabeln und Seilen der Fall ist. Der Aramidkern hat eine bräunliche Farbe, daher ist es leicht, vom konventionellen, schillernden weißen Polyethylenkern Ihres üblichen Schnur-, Seil- und Gurtmaterials zu unterscheiden.

Die 5/2014 Ausgabe des Deutsch-Sprach-Dav-Panorama-Magazins hob die hohe Festigkeit und den hohen Schnittwiderstand des Materials als einige der Hauptvorteile hervor. Außerdem ist das Material nicht nur sehr Abrieb und hitzebeständig, sondern auch eine weit größere Zugfestigkeit als die von Polyamidschnur. Kevlar -Kabel bieten auch eine viel höhere Bruchfestigkeit als herkömmliche Zubehörkabel mit dem gleichen Durchmesser.

Als Nachteil verweist das Panorama -Magazin auf die größere Menge an Scheideschlupf, die von Kevlar -Kabeln im Vergleich zu reinem Polyamid gezeigt wird. Sie weisen auch darauf hin, dass das quasi-statische Material nicht in dynamischen Sicherungen für Führungskräfte verwendet werden soll.

Aufgrund seiner mangelnden Elastizität (genauer: geringer Dehnung zum Brechen) ist Kevlar nicht für dynamische Seile geeignet. Aber die Steifheit des Materials ist wirklich nützlich für Steintunnel oder das Abseilen eines Abalakov -Einrichtens.

Abschluss

Wenn es um Stärke, Haltbarkeit, Langlebigkeit und Sicherheit geht, gibt es kaum ein Material besser als Aramid/Kevlar. Seine Eigenschaften können in bestimmten Außensituationen äußerst nützlich sein, in anderen jedoch weniger. Es gibt nicht so viele Anwendungen in der Outdoor -Industrie wie in Radfahren und Motorsport, beruflicher Gesundheit und Sicherheit und anderen Bereichen, aber es ist immer noch sehr nützlich!