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Was ist Kevlar® ?
Ganz einfach: KEVLAR® ist die modernste Aramidfaser von Du Pont.
Genauer gesagt: KEVLAR® besitzt auf das Gewicht bezogen die grösste spezifische Zugfestigkeit von allen im Handel erhältlichen Fasern. Setzen wir sie auf eine Vergleichsskala mit 100 Punkten, spricht der Vergleich mit den wichtigsten Konkurrenzmaterialien eine deutliche Sprache:
KEVLAR® 100
KFK-Faser 74
Glasfaser E 46
Nylon 45
Stahl 19
Aber das ist noch nicht alles.
KEVLAR® hat viele weitere Eigenschaften:
KEVLAR® ist leicht
Das günstige Festigkeit - Gewicht - Verhältnis von KEVLAR® bedeutet, dass überall dort, wo das Gewicht eine entscheidende Rolle spielt, Bauteile aus KEVLAR® die erforderliche Festigkeit gewährleisten und gleichzeitig um ein Vielfaches leichter sind als Bauteile aus anderen Werkstoffen, an deren Stelle es tritt. In der Luft- und Raumfahrt zum Beispiel bedeutet geringeres Gewicht merklich niedrigere Betriebskosten.
KEVLAR® ist fest
Zu leichten kugelsicheren Westen verarbeitet, ist KEVLAR® imstande Geschosse aus den gebräuchlichsten Handfeuerwaffen abzuhalten. Aus KEVLAR® gefertigte Taue und Kabel sind so fest, dass sie sich bei der Verankerung von Offshore-Grossbohrinseln bewährt haben. Gürtelreifen für Personen- und Lastkraftwagen werden mit dieser Faser verstärkt, weil sie bei gleichem Gewicht fünfmal so fest ist wie Stahl. Auch Flugzeugbauteile Motorbootsrümpfe und Raketentriebwerksverkleidungen werden mit KEVLAR® verstärkt, weil es neben geringem Gewicht auch noch eine grosse Festigkeit und Zähigkeit aufweist. Eine weitere Eigenschaft, die eng mit der Festigkeit zusammenhängt, besteht darin, dass der eventuelle Bruch eines mit KEVLAR® verstärkten Gegenstandes niemals plötzlich und explosionsartig, sondern ganz allmählich eintritt. Die Tatsache, dass also ein Versagen nicht gleich katastrophale Folgen hat, stellt einen Sicherheitsfaktor dar.
KEVLAR ist wärme- und kältebeständig
Bis zu 180°C behält KEVLAR® fast alle Eigenschaften bei, die es bei Raumtemperatur hat. Da es weder schmilzt noch die Verbrennung unterhält, eignet es sich besonders gut für Anwendungen, bei denen es auf den Schutz vor hohen Temperaturen ankommt, wie z.B. bei Arbeitsschutzkleidung. Oberhalb 425°C beginnt KEVLAR® zu verkohlen. Am anderen Ende der Temperaturskala zeigt KEVLAR® bei tiefen Temperaturen bis -196°C keine wesentliche Versprödung und auch keine Einbusse an Festigkeit.
KEVLAR® im Verhalten gegenüber Chemikalien und UV-Strahlen.
Durch Einwirkung von Lösungsmitteln, Treibstoffen, Schmiermitteln oder Salzwasser wird KEVLAR® praktisch nicht angegriffen. Abgesehen von einigen starken Säuren ist es gegen Chemikalien sehr gut beständig.
Aus diesem Grunde findet KEVLAR® in so starkem Masse Verwendung in der Offshore-Industrie, insbesondere für Hochdruckschläuche zur Förderung aggressiver Medien und für Verankerungskabel von Bohrinseln.Ungeschützt wird KEVLAR® zwar von UV-Licht angegriffen, doch findet der Abbau nur in der Aussenschicht statt und dringt nicht weiter ein. Mit KEVLAR® verstärkte Verbundwerkstoffe zeigten nach UV-Lichteinwirkung keinen Verlust an Festigkeit. Normalerweise werden Taue und Kabel aus Kevlar mit UV-beständigen Stoffen überzogen. KEVLAR® ist gelb und lässt sich nicht einfärben.
KEVLAR® ist dehnbeständig.
KEVLAR 29 dehnt sich um nur 4%,bevor es bricht; dagegen hat Nylon eine Bruch- dehnung von 1%. Die Bruchdehnung von KEVLAR® 49 ist noch niedriger etwa 2,4%. Diese Eigenschaft ist vor allem wichtig bei Anwendungen, wie z.B. Keilriemen,Yachtleinen u.a.
KEVLAR® die Entdeckung
Aufgrund all dieser Eigenschaften wird KEVLAR oft als die wichtigste Entdeckung bezeichnet, die seit der Erfindung von Nylon ,einem früheren Produkt von Du Pont, auf dem Chemiefasergebiet gemacht wurde. Ebenso wie NYLON, LYCRA, NOMEX, TEFLON und vielen anderen Entdeckungen Du Ponts im Laufe dieses Jahrhunderts ist KEVLAR® das unmittelbare Ergebnis unserer intensiven Anstrengungen in Forschung und Entwicklung. Die Faser B, wie KEVLAR® im Versuchsstadium genannt wurde, wurde Anfang 1965 zunächst von Stephanie Kwolek, einer Wissenschaftlerin bei Du Pont, entdeckt. "Es war unheimlich aufregend", erinnert sie sich, "Auf solche spektakulären Eigenschaften waren wir nicht gefasst, obwohl wir im Laufe der Zeit einen enormen Grundstock an Erkenntnissen gesammelt hatten". Dann folgten acht Jahre harter Arbeit in der Du Pont Abteilung Forschung und Entwicklung, acht Jahre, die der Verbesserung, Modifizierung und Anpassung gewidmet waren. Erst dann war die Faser B, die nun das Warenzeichen KEVLAR® erhielt, so weit entwickelt, dass sie insbesondere als Verstärkung für Gummi, die ungewöhnlich hohen Leistungsanforderungen und die Gewebeeinlagen von Pkw-Gürtelreifen erfüllen konnte.
Binnen weniger Jahre haben jedoch die bemerkenswerten Eigenschaften von KEVLAR® dazu geführt, dass diese Faser auf den mannigfaltigsten anwendungstechnischen Gebieten erprobt wurde. Zwei Varianten der Faser werden von Du Pont für spezielle Anwendungsgebiete hergestellt: KEVLAR® 29, das für Tauwerk und Kabel, industrielle Gewebe, Reibungsbeläge und Schutzbekleidung Verwendung findet, und KEVLAR® 49, das wegen seines höheren Elastizitätsmoduls in erster Linie Verstärkung von Verbundwerkstoffen für Bootsrümpfe, Flugzeug- und Raketenbauteile sowie Rennwagenkarosserien dient. Da KEVLAR® teurer ist als Glasfaser oder Stahl, werden heute und in Zukunft seine Einsatzmöglichkeiten dort liegen, wo die Faser einen bedeutenden Beitrag zur Senkung der Energie- und Betriebskosten, zur Verbesserung der Produktstabilität und -sicherheit oder auch nur zur Gewichtsersparnis zu leisten vermag. So hat zum Beispiel die Firma Fairey ein 9 m langes Patrouillenboot der Spearklasse mit KEVLAR® gebaut und mit einem serienmässig hergestellten Glasfaserboot verglichen. Die Gewichtseinsparung bei Rumpf, Deckaufbauten und Ruderhaus betrug 10% vom Gesamtgewicht des Bootes; bei Probefahrten wurde mit gleicher Antriebsleistung eine Geschwindigkeitserhöhung von 1,7 Knoten und eine Treibstoffersparnis von 23 Liter pro Stunde bei Vollgas erzielt.
NOMEX® und KEVLAR® sind eingetragene Warenzeichen von Du Pont.
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