Żagiel jak kanapka

„Tort ma warstwy, cebula ma warstwy…”, żagle też mają warstwy. Jak Ogry albo jak kanapka – gdy jemy ją w całości smakuje inaczej, niż gdybyśmy jedli każdy jej składnik oddzielnie. A zwłaszcza, jak mocno ją ściśniemy i warstwy z których jest złożona zaczną się wzajemnie przesycać. W żaglu zbudowanym z warstw sprawa wygląda dokładnie tak samo. Nowoczesne materiały do produkcji żagli zrobione z warstw różnych włókien syntetycznych złącznych ze sobą w jedną całość.

Nowoczesne materiały, z których wykonuje się żagle są kompozytem, czyli materiałem wykonanym z różnorodnych tworzyw połączonych warstwowo ze sobą, w celu otrzymania materiału o nowych, możliwie najlepszych parametrach. Okazuje się, że kompozyt nie stanowi zwyczajnej sumy parametrów poszczególnych jego składników, ale jest nowym materiałem posiadającym nowe właściwości. Kompozytem jest także laminat poliestrowo-szklany stosowany do budowy kadłubów większości jachtów. Choć może wydawać się to śmieszne, ale zapałka okręcona nitką i posmarowana klejem również jest kompozytem. Jeśli przypatrzymy się uważnie, to okaże się, że otaczają nas kompozyty.

Technologia produkcji kompozytów, lub inaczej mówiąc laminatów warstwowych, pozwala na ogromną, liczbę kombinacji różnego rodzaju włókien: poliestrowych, polietylenowych, węglowych czy aramidowych. Dzięki czemu układając włókna w przeróżny sposób i łącząc ze sobą możemy uzyskiwać coraz to nowe laminaty o nowych właściwościach. Ideą przyświecającą jest stworzenie lekkiej, mocnej, trwałej i nierozciągliwej struktury trudnej do zniszczenia przez czynniki atmosferyczne i czynnik ludzki.

Włókna

Od lat 50-tych XX wieku, kiedy po raz pierwszy pojawiły się na jachtach żagle z tkanin syntetycznych, minęło przeszło pół wieku. Ponieważ żadna gałąź przemysłu nie pozostaje w stagnacji przez tak długi czas, również w dziedzinie produkcji materiałów żaglowych zaszło wiele zmian. Znaczący przełom nastąpił już w latach 60-tych XX wieku, kiedy wprowadzono na rynek włókna z poliamidów aromatycznych zwanych Aramidem. Te wysoce wytrzymałe i trwałe włókna produkowane były przez DuPont pod nazwą handlową Nomex. Włókna te przypominały znane już włókna, z których produkowano tkaniny, jednak odróżniała je wspaniała wręcz wytrzymałość, nawet ośmiokrotnie większa niż dotychczasowych poliestów. Zaczęto je stosować w filtrach powietrznych, odzieży ochronnej, a nawet jako substytut azbestu. Włókna te należą do grupy meta-aramidów, które oprócz DuPont produkowano również w Holandii, w Japonii pod nazwą Teijinconex, w Chinach jako New Star i Francji jako Kermel. Bazując na wcześniejszych pracach m.in. firmy Bajer w latach 60-tych i 70-tych XX wieku, wynalezione zostały przez DuPont i Akzo Nobel, włókna para-amidowe, charakteryzujące się jeszcze większą wytrzymałością i wyższym modułem sprężystości. W roku 1973 DuPont wprowadził po raz pierwszy włókno para-amidowe zwane Kevlarem. Podobne włókno zwane Twaron o tej samej strukturze chemicznej wprowadził Akzo w 1978r.

Włókna Kevlaru i Twaronu używane są w wielu wysokorozwiniętych gałęziach przemysłu: przemysł lotniczy, kosmiczny czy wojskowy (w kamizelkach kuloodpornych). Rocznie produkuje się ponad 50 tys. ton (!) para-amidów, z czego pewną część również na potrzeby produkcji żagli. Innym produktem powstałym na bazie doświadczeń z aramidami jest copolyamid, najlepiej znany pod nazwą Technora powstały w 1976r. w dość prostym procesie chemiczno-fizycznym.

Dlaczego warto znać nazwy takie jak Nomex, Kevlar, Twardon czy Technora? Włókna te układane w różnej konfiguracji geometrycznej stanowią wewnętrzny i główny zarazem składnik „żaglowej kanapki”, decydujący o wytrzymałości materiału i rodzaju przenoszonych obciążeń.

Aramidy, choć nie są idealne, posiadają wiele korzystnych cech z punktu widzenia wykorzystania ich do produkcji żagli. Wśród korzystnych właściwości najbardziej istotna jest wysoka wytrzymałość na rozciąganie przy jednoczesnym niskim ciężarze oraz wysoki modułu sprężystości i małe wydłużenie do zerwania (ok.3,5%). Cenna jest także wysoka stabilność kształtu, wysoka odporność na działanie rozpuszczalników organicznych i wysokich temperatur. Niestety aramidy są wrażliwe na kwasy, sole oraz promieniowanie słoneczne – z tego względu nie są stosowane na jachtach turystycznych i wyprawowych.

Więcej na ten temat przeczytacie w trzecim numerze Dobrej Praktyki Żeglarskiej - www.dobrapraktykazeglarska.pl

Dodaj artykuł do:

Komentarze: 0