Diferența dintre Kevlar și fibra de carbon
Share
diferența cheie între Kevlar și fibra de carbon este că Kevlar conține în esență atomi de azot în structura sa chimică, în timp ce fibra de carbon nu conține atomi de azot și conține în principal atomi de carbon în structura sa chimică.
Kevlar și fibra de carbon sunt două forme de fibre sintetice. Ambele materiale au o rezistență ridicată. Prin urmare, acestea au multe aplicații în industria textilă și în alte industrii. Să discutăm mai multe detalii despre aceste materiale.
CUPRINS
1. Prezentare generală și diferență cheie
2. Ce este Kevlar
3. Ce este fibra de carbon
4. Comparație comparativă - Kevlar vs. fibră de carbon în formă tabulară
5. rezumat
Ce este Kevlar?
Kevlar este o fibră sintetică puternică care are formula chimică [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n. Este bine cunoscut pentru rezistența la căldură. Acest material este legat de câțiva alți compuși polimeri cum ar fi Nomex și Technora. În primele momente de producție, oamenii au folosit acest material ca înlocuitor pentru oțelul din anvelopele de curse. Producătorii definesc acest material ca "de cinci ori mai puternic decât oțel" atunci când luăm în considerare două porțiuni egale de Kevlar și oțel. Acest material este un plastic foarte puternic. Folosim două forme de monomeri pentru sinteza acestui material polimeric. Monomerii sunt 1,4-fenilendiamina și clorura de tereftaloil. Acești monomeri sunt supuși reacțiilor de condensare. Produce molecule de acid secundar: HCl.
Figura 01: Structura chimică a Kevlar
Polimerul rezultat are o natură cristalină lichidă. Solventul pe care producătorul îl folosește pentru această producție este un amestec de N-metil-pirolidonă și clorură de calciu. Acest proces de producție utilizează acid sulfuric concentrat pentru a menține produsul insolubil în apă (Kevlar) în soluție până la terminarea producției. Prin urmare, acest material este foarte scump (pentru că folosim sulfuric concentrat pentru această producție). Acest material are o rezistență mare la tracțiune, densitate relativă, datorită legăturilor intermoleculare de hidrogen. Grupările NH din acest material formează aceste legături de hidrogen. Există multe utilizări ale acestui material. De exemplu, este utilă în producerea anvelopelor de bicicletă, a velelor de curse și a vestelor antiglonț.
Ce este fibra de carbon?
Fibra de carbon este un material din fibre sintetice, aceste fibre au un diametru de aproximativ 5-10 micrometri. Acest material conține în principal atomi de carbon. Acest material conține polimeri organici care constau din șiruri lungi de molecule. Aceste corzi sunt ținute împreună de atomii de carbon. Producătorii produc în principal aceste fibre din procesul de poliacrilonitril (PAN). În acest proces de fabricație, aceștia desenează materiile prime în fire lungi sau fibre. Apoi combină aceste toroane cu alte materiale pentru a obține formele și dimensiunile dorite. În procesul PAN, există cinci pași principali:
- Spinning - Aici, amestecul de PAN și alte ingrediente sunt rotite în fibre. Apoi, aceste fibre sunt spălate și întinse.
- Stabilizator - Aici, facem alterări chimice pentru stabilizarea fibrei.
- Carbonizarea - Aici, încălzim fibrele stabilizate în temperaturi foarte ridicate. Aceasta formează cristale de carbon strâns legate.
- Tratarea suprafeței - Apoi oxidăm suprafața fibrelor pentru a îmbunătăți proprietățile.
- Dimensionarea - Folosim mașini de filare pentru a răsuci fibrele în fire de dimensiuni diferite.
Aplicațiile acestui material sunt în industria aerospațială, inginerie civilă, militară și motorsport etc. Cu toate acestea, aceste fibre sunt relativ scumpe decât alte forme de fibre.
Care este diferența dintre Kevlar și fibra de carbon?
Kevlar este o fibră sintetică puternică care are formula chimică [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n. Acesta conține în esență atomi de azot în structura sa chimică. Mai mult, are legături de hidrogen. Fibra de carbon este un material din fibre sintetice, iar fibrele au un diametru de aproximativ 5-10 micrometri. Acesta nu conține azot și conține în principal atomi de carbon în structura sa chimică. Aceste fibre sunt legate între ele prin intermediul atomilor de carbon. Aceasta este diferența principală dintre fibrele de tip Kevlar și fibrele de carbon.
Rezumat - Kevlar vs Fiber Carbon
Kevlar și fibra de carbon sunt fibre sintetice foarte importante. Diferența dintre Kevlar și fibra de carbon este că Kevlar conține în esență atomi de azot în structura sa chimică, în timp ce fibra de carbon nu conține atomi de azot și conține în principal atomi de carbon în structura sa chimică.
Referinţă:
1. "Kevlar." Wikipedia, Fundația Wikimedia, 3 iulie 2018. Disponibil aici
2. Johnson, Todd. "Cum se fac fibrele de carbon?" ThoughtCo, ThoughtCo. Disponibil aici
Datorită fotografiei:
1. "Kevlar-3D-balls'By Ben Mills și Jynto (Domeniul Public) via Commons Wikimedia
