Синтетический трос
В русском языке кевларовый трос сродни джипу, ксероксу и
памперсу. Высокопрочное полимерное волокно, название которого зарегистрировано
в качестве торговой марки французским химическим концерном Du Pont, стало
нарицательным именем для всего класса изделий из современных синтетических
нитей, вытесняющих сталь с лебёдочных барабанов. При этом мало кого смущает,
что тросы у разных производителей могут оказаться из волокон, в основе которых
будут совершенно разные органические полимеры. В том числе весьма далёкие по
своей структуре и свойствам от кевлара. Например, полиамидные соединения типа
капрона и нейлона, полиэфирные типа лавсана, вариации на тему полипропилена и
многое другое, что обязано своему появлению успехам органического синтеза в
середине ХХ века.
Между тем, арамиды к которым относится кевлар – не самый
лучший материал для офф-роудных тросов. Во-первых, благодаря особенностям
молекулярной структуры они работают на сжатие лучше, чем на разрыв. Поэтому, с
точки зрения физики, делать из них доспехи – более правильно, чем верёвки.
Во-вторых, что гораздо хуже, кевлар и его аналоги впитывают воду, при намокании
теряют почти половину прочности и при последующем высыхании полностью её не
восстанавливают. А где вы в наших краях видели офф-роуд на сухую?
Из всего многообразия синтетических нитей под внедорожные
реалии лучше всего подходит сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой
плотности (СВМПЭ). Он не впитывает воду и никак с ней не взаимодействует.
Практически невосприимчив к кислотам, щелочам, спиртосодержащим растворам и
всем автомобильным техническим жидкостям. Очень устойчив к ультрафиолету,
морозу, микроорганизмам и солёному ветру океана. Отличается высокой усталостной
выносливостью, выдающейся прочностью на разрыв, великолепной для синтетики
стойкостью к абразивному истиранию и перерезанию острыми кромками. Плюс к этому
– практически нулевая растяжимость и малый вес. Изначально волокна СВМПЭ
получаются белого цвета, но в процессе последующей обработки при производстве
троса им придают разные цвета.
Суперпрочные нити из этого дальнего родственника пакета для
супермаркета были впервые созданы в середине 60-х в лаборатории голландского
химического концерна DSM, но лишь спустя десятилетие там смогли освоить их
промышленное производство. Волокно назвали Dyneema и до сих пор оно остаётся
одним из самых прочных материалов для канатов и строп. Плюс к тому же и одним
из наиболее безопасных. Благодаря минимальной растяжимости, канат из Dyneema
запасает минимум кинетической энергии, а потому при превышении порога своей
прочности не стреляет, а достаточно мягко разъезжается.
Выдача путёвки в жизнь затянулась благодаря сложности
технологического процесса. Голландским учёным долго не удавалось разработать
простую и экономически выгодную схему получения пряжи. В результате
остановились на гель-формовании. Выглядит оно так: после синтеза из этилена
готовый сверхвысокомолекулярный полимер замачивают в декалине – одном из
немногих растворителей, которым он поддаётся. Получившийся гель выдавливают в
воду и вытягивают в тонкие волокна при температуре около 100 градусов, попутно
удаляя растворитель. В процессе формования молекулы выстраиваются в очень
длинные линейные цепочки, обеспечивающие волокну его выдающиеся свойства.
В сравнении со сталью Dyneema получилась в 10 раз прочнее на
единицу массы. А если брать за точку отсчёта одинаковый диаметр троса, то
Dyneema оказалась чуть более прочной чем сталь, но в десять раз легче. Мало
того, усталостная прочность при пиковых нагрузках у синтетического каната
несравнимо выше. Это касается как рывков, так и циклов плавной нагрузки. Так,
тесты показали, что стальной трос без потерь способен выдержать около 6500
циклов нагрузки на 50% от его максимальной прочности, тогда как Dyneema
благополучно перенесла 10 миллионов подобных циклов.
Оставьте свой комментарий