Многие разновидности прочных и сверхпрочных синтетических тросов, в нашей стране, традиционно называют кевларовыми, независимо от того, из какого материала и по какой технологии они сделаны. Это один из примеров того, как называют все копировальные аппараты - ксероксами, все внедорожники – джипами, подгузники традиционно называют памперсами, а бензиновые горелки примусами. Наиболее популярные торговые марки, со временем, становятся именами нарицательными для определенной группы товаров. Существует большое количество синтетических тросов, многие из них равны или превосходят по своим качествам кевлар.
Сравнивать синтетические тросы с металлическими, уже не имеет смысла, так как время показало, что синтетика уже давно обошла металл по большинству характеристик. Но вот разобраться в разновидностях синтетических тросов обязательно стоит. И мы постараемся немного раскрыть эту тему.
В мире давно назрела необходимость заменять тяжелый металлический трос на синтетические. В 50-х годах прошлого столетия в обиход потихоньку входят полиэтиленовые, полиамидные, полиэфирные, полипропиленовые и многие другие синтетические волокна. Производство полиамидной группы волокон таких как капрон и нейлон, началось еще перед Второй Мировой Войной. Поэтому именно из них, сначала плели канаты, тросы, стропы и веревки. Из полипропилена плетут изделия для условий повышенной влажности и в случаях контакта с водой. Но полипропиленовые волокна страдают от УФ воздействия и им не хватает прочности и износоустойчивости. Полиэфирные волокна, наоборот, прочны и износоустойчивы, при этом дороже в производстве.
В 1965 году был изобретен кевлар, а спустя десять лет в производство поступил сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ), который и назвали Dyneema. Именно оно, до сих пор, считается одним из самых прочных синтетических волокон в мире.
Dyneema®- это зарегистрированная компанией DSM NV торговая марка волокна СВМПЭ. Встречаются разные названия(сокращения) сверхвысокомолекулярного полиэтилена высокой прочности (Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMW PE), такие как: High perfomance polyethylene, HPPE (полиэтилен высокого качества), High modulus polyethylene, HMPE (высокомодульный полиэтилен).
В промышленности СВМПЭ начали широко использовать. Но перед этим, много лет, ученые искали способы промышленного производства Dyneema®, в конце концов, был разработан метод синтеза волокон «гель-прядение», или иначе «гель-формование». СВМПЭ растворяют в декалине и затем выдавливают в водный раствор, получившийся гель вытягивают при температуре около 100 градусов, удаляя растворитель. В процессе формования состоящие из длинных линейных цепочек полиэтилена молекулы закручиваются в волокна, теряя при этом межмолекулярные связи и приобретая почти совершенную параллельную ориентацию молекул, что наряду со сверхвысокой молекулярной массой (более 2млн) и придает волокнам уникальные свойства. В числе этих свойств: очень высокая прочность; почти нулевая растяжимость; устойчивость к воде и подавляющему большинству других растворителей; превосходная износостойкость; стойкость к истиранию; высокая устойчивость к воздействиям УФ; масел, агрессивных природных веществ и сред; высокая морозостойкость; низкий коэффициент трения; отсутствие эффекта памяти; удобство работы; простота плетения; малый вес и еще много других достоинств.
Кроме Dyneema® DSM, производством волокон из СВМПЭ занимается в США компания Honeywell, волокно с названием Spectra®. В России попытки производства этого волокна не увенчались успехом. В Китае, производство идет с переменным успехом. Процесс получения волокон не так прост, технология гель-прядения имеет свои сложности, например с растворением материала и последующим удалением растворителя. В Европе популярно волокно Dyneema®, в Америке - Spectra®. Оба этих волокна одинаковы, кроме незначительной разницы в обработке.
Кевлар – торговое название синтетического пара-арамидного волокна, разработанного и производимого концерном DuPont. Волокно Dyneema® по сравнению с кевларом: по прочности на разрыв кевлар уступает Dyneema® , в силу своих свойств кевлар больше предназначен к выдерживанию нагрузки не на разрыв, а на сжатие. Так что он чаще используется в бронежилетах, шлемах, защитных конструкциях и т.п.. Износоустойчивость обоих волокон на высоте, кевлар менее устойчив в УФ излучению. Основной минус кевлара – это проблемы при взаимодействии с водой. При намокании прочность кевлара падает на 50% и при высыхании полностью не восстанавливается. Зимой использовать кевлар сложно, потому что в случае замерзания влаги внутри волокна, на морозе оно повреждается кристаллами льда. Волокно Dyneema® в свою очередь не только не зависит от воды и температуры, но так же, имеет положительную плавучесть. Поэтому продукция из этого волокна популярна среди моряков.
В итоге можно заключить, что волокна Dyneema® гораздо интереснее для использования в тросах для лебедок, буксирных и швартовочных тросов, удлинителей и т.п. Такие тросы устойчивы к влаге, УФ излучению и механическим нагрузкам. Синтетические канаты из волокна Dyneema® применяют в производстве альпинистского снаряжения, парусном, воздушном спорте, автомобильном спорте, при производстве особо прочных грузоподъемных строп, парашютов, для буксировочных, швартовых, якорных устройств в судостроении. При соблюдении элементарных и несложных правил, изделия из волокна Dyneema® живут в целом дольше кевлара и другой синтетики.