Anwendungsgebiete und Anwendungsfortschritte von Para-Aramid

Das US-Militär ist seit langem mit kugelsicheren Westen und Helmen aus Para-Aramid ausgestattet. Laut Statistiken von Militärexperten sind über 75 % der Opfer auf dem Schlachtfeld auf Querschläger mit niedriger und mittlerer Geschwindigkeit oder Bombensplitter zurückzuführen, während die Zahl der Opfer durch direkte Treffer nur 25 % beträgt. Daher wird dem Einsatz von kugelsicheren Hochleistungswesten immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt. Frühe harte kugelsichere Westen wurden aus Spezialstahlplatten, superharten Aluminiumlegierungen usw. hergestellt. Die kugelsicheren Westen waren schwer und unflexibel. Später wurden sie nach und nach durch weiche kugelsichere Westen ersetzt. Die sogenannten weichen kugelsicheren Westen sind Westen aus hochleistungsfähigen organischen Fasern wie Para-Aramid. Die Anforderungen an die Fasermaterialien in kugelsicheren Westen sind hohe Festigkeit, hoher Elastizitätsmodul und eine gewisse Zähigkeit. Hohe Festigkeit und hoher Elastizitätsmodul verleihen der Faser eine ausgezeichnete Schlagzähigkeit, während die hohe Zähigkeit der Faser ermöglicht, die kinetische Energie des Geschosses bei der Verformung effektiv zu absorbieren. Obwohl Kohlefaser eine hohe Festigkeit und Elastizität aufweist, ist ihre Zähigkeit und Webbarkeit gering, sodass sie nicht als Gewebe für kugelsichere Westen verwendet werden kann. Die aus Para-Aramid gewebten kugelsicheren Westen sind leicht, bequem, flexibel und bewegungsfreundlich. Sie werden von den Armeen vieler Länder weltweit eingesetzt. Darüber hinaus werden Kevlar-Geflechte auch häufig in Hubschrauberpiloten- und -schützensitzen eingesetzt, um die bei Kollisionen entstehende Aufprallkraft zu absorbieren und so die Piloten zu schützen.

Para-Aramid wird auch häufig in rein nichtmetallischen selbsttragenden optischen Kabeln (ADSS) eingesetzt. Die hohe Festigkeit von Aramid hält den Belastungen von ADSS stand. Der hohe Elastizitätsmodul bewirkt, dass sich die Faser unter Belastung nur geringfügig verformt, sodass die Durchmesseränderung des optischen Kabels auf einen sehr geringen Bereich begrenzt werden kann. Die hervorragende Dimensionsstabilität von Para-Aramid erhöht die Lebensdauer des optischen Kabels in Freileitungskabeln erheblich, und die geringe Dichte reduziert den Installationsaufwand. Gleichzeitig beeinträchtigen die gute Isolierung und die nichtmagnetischen Eigenschaften von Para-Aramid die Signalübertragung nicht. Durch die Kombination dieser Vorteile eignet sich Para-Aramid hervorragend für den Einsatz in ADSS.

Para-Aramid wird in der Offshore-Technik eingesetzt. Bisher wurden Offshore-Projekte meist mit Stahlkabeln und Drahtseilen ausgestattet. In tieferen Gewässern sind Stahlkabel und Drahtseile jedoch aufgrund ihres hohen Gewichts bruchgefährdet, sodass ein alternatives Material gefunden werden muss. Para-Aramid hat eine geringe Dichte, eine hohe spezifische Festigkeit und einen hohen spezifischen Elastizitätsmodul sowie eine gute Lösungsmittelbeständigkeit und geringe Dehnung. Daher ist das aus mehreren Strängen Para-Aramid gefertigte Kabel hochfest und federt selbst bei einem Bruch nicht zurück, wodurch Personen verletzt werden könnten.

Aufgrund seiner hervorragenden mechanischen Eigenschaften eignet sich Para-Aramid hervorragend als Verbundverstärkung. Die Triebwerksgehäuse der US-amerikanischen „Trident“-Raketen sowie der SS-24- und SS-25-Raketen der Sowjetunion bestehen aus Kevlar-faserverstärkten Epoxidharz-Verbundwerkstoffen. Auch die Gehäuse vieler Luft- und Raumfahrttriebwerke bestehen aus Kevlar-faserverstärkten Verbundwerkstoffen.

Para-Aramid wird auch in Datenkabeln elektronischer Produkte verwendet. Es bietet Kabeln effektiven strukturellen Halt, schützt interne Drähte und verbessert die Zug- und Biegefestigkeit von Kabeln. Aufgrund der hervorragenden chemischen Beständigkeit und Hitzebeständigkeit von Para-Aramid bieten mit Para-Aramid verstärkte Vakuumschläuche zukünftig hervorragende Einsatzmöglichkeiten in der Öl- und Gasförderung. Darüber hinaus kann Para-Aramid zu Filamenten, Stapelfasern, Schnittfasern und Zellstoff verarbeitet werden, die verschiedene Anwendungsgebiete haben.