Мирное начало

Создание сверхлегких и прочных бронежилетов, как и многие переломные открытия, произошло «непреднамеренно». Наиболее активно исследованием сверхпрочных полимерных материалов занимался научный центр компании «ДюПон». Целью работы ученых была попытка создать альтернативу традиционным металлическим сплавам и материалам. В то время пластиковая индустрия развивалась очень интенсивно, в основном, за счет внедрения новых конструкционных, промышленных и бытовых решений.

Дальнейший рост отрасли представлялся возможным только за счет разработки полимерных аналогов «традиционных» материалов и вытеснением последних из монополизированных сырьевых рынков. В первую очередь, такие задачи ставились относительно изделий из металлов и стали.

Подобные исследования проводились и компанией «ДюПон». Целью было создание полимерных нитей, способных заменить стальной корд в автомобильных шинах. Сырьем для материала-заменителя был выбран полипарафенилентетрафталамин. Полученный материал был назван параарамидом, и компания приступила к физико-механическим исследованиям.

Переломным моментом стали исследования сетки из параарамидных нитей. Во время испытаний была отмечена его повышенная прочность, величина которой на несколько порядков возрастала при увеличении слоев материала. Новый материал получил название Кевлар, после чего компанией «ДюПон» была зарегистрирована одноименная торговая марка.

Армейская карьера

Результатами испытаний Кевлара сразу же заинтересовались военные и правительство. Кевлар стали рассматривать как альтернативу дорогим титановым сплавам и недостаточно прочной стали, которые на то время активно применялись в производстве пассивной защиты, в первую очередь, касок и бронежилетов.

Совместно со специалистами оборонных предприятий исследователи из «ДюПон» начали разработку уже конечного продукта — сверхлегкого бронежилета. В 1973 году были произведены первая промышленная партия Кевлара и защитная амуниция на его основе, которая сразу отправилась в район боевых действий на Дальнем Востоке. Таким образом, отправной точкой истории «боевого» Кевлара стала вьетнамская война — американские солдаты первыми испытали «на практике» защитную амуницию из нового материала.

Дебют был блестящим. После первых подсчетов количества убитых солдат, ранений, выполненных боевых задач и сравнений этих показателей с «докевларовыми», департаментом обороны США было принято решение полностью заменить устаревшие титановые и стальные бронежилеты на защиту из Кевлара. Буквально через год примеру американцев последовали и европейские страны.

Причиной такого решения стало повышение эффективности выполнения боевых задач солдатами. Психологическое состояние бойцов, одетых в кевларовые бронежилеты значительно улучшалось. Солдаты стали чувствовать себя более защищенными и больше думать о выполнении боевой задачи, а не о преодолении страха за свою жизнь.

Основы

 высокие прочность на растяжение и модуль упругости до предельного растяжения;

 низкая термическая усадка и коэффициент теплового расширения, высокая устойчивость к ползучести (при производстве внешней обшивки кабелей это позволяет свести к минимуму изменения длины кабеля при изменениях температуры или перегрузки);

 устойчивость к внешним повреждениям;

 самогашение;

 устойчивость к действию молний и магнитных полей;

 легкая обработка на стандартном оборудовании, совместимость с другими композиционными материалами.

Первые бронежилеты из Кевлара изготавливались из 15–20 слоев параарамидной ткани. С тех пор полимерные средства защиты прошли короткий по времени, но очень глубокий по своим результатам путь развития. Было разработано множество новых модификаций параарамидной основы и способов ее получения.

Сейчас компания «ДюПон» уже запускает в производство четвертое поколение Кевлара. Химический состав материала остался прежним, но за счет изменения технологии производства и модификации параарамида с другими материалами удалось улучшить его характеристики, а также придать ему новые свойства.

Одна из последних разработок исследовательского центра «ДюПон» — покрытая слоем поливинилфторида параарамидная ткань, которая выдерживает удары колющего оружия практически любого вида и силы. Пару слоев такого материала невозможно проколоть даже иглой шприца. При этом модифицированный Кевлар сохраняет свою гибкость, и защитные пакеты с ним можно одевать даже под рубашку.

Но не существует ничего безупречного. Если с самим Кевларом у оружейников проблем не возникает, то в процессе изготовления бронежилетов приходится сталкиваться с рядом трудностей. Главная проблема — макроструктура материала. Несмотря на свои «боевые» свойства, Кевлар все же остается гибкой тканью. Через некоторое время из-за неправильного хранения или интенсивной носки бронежилета, кевларовые пакеты могут «оседать» на дно карманов, в которые они зашиты. Но это исключительно техническая проблема, которая решается более прочной фиксацией кевларовых пакетов.