Ключовата разлика между кевлар и въглеродни влакна е, че кевларът съдържа основно азотни атоми в своята химическа структура, докато въглеродните влакна не съдържат азотни атоми и съдържат главно въглеродни атоми в своята химическа структура.
Кевларът и въглеродните влакна са две форми на синтетични влакна. И двата материала имат висока якост. Поради това те имат много приложения в текстилната и други индустрии. Нека обсъдим повече подробности за тези материали.
Какво е кевлар?
Kevlar е силно синтетично влакно с химическа формула [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nТой е добре известен със своята устойчивост на топлина. Този материал е свързан с няколко други полимерни съединения като Nomex и Technora. В началото на производството му хората са използвали този материал като заместител на стоманата в състезателните гуми. Производителите определят този материал като „пет пъти по-здрав от стоманата“, когато вземем предвид две равни части кевлар и стомана. Този материал е супер здрава пластмаса. Ние използваме две форми на мономери за синтеза на този полимерен материал. Мономерите са 1,4-фенилендиамин и терефталоил хлорид. Тези мономери претърпяват реакции на кондензация. Той дава страничен продукт: молекули HCl киселина.
Фигура 01: Химическа структура на кевлар
Полученият полимер има течнокристален характер. Разтворителят, който производителят използва за това производство, е смес от N-метил-пиролидон и калциев хлорид. Този производствен процес използва концентрирана сярна киселина, за да запази водонеразтворимия продукт (кевлар) в разтвора до края на производството. Следователно този материал е много скъп (защото използваме концентрирана сярна киселина за това производство). Този материал има висока якост на опън, относителна плътност, поради междумолекулните водородни връзки. NH групите в този материал образуват тези водородни връзки. Има много приложения на този материал. Например, той е полезен при производството на гуми за велосипеди, състезателни платна и бронирани жилетки.
Какво е въглеродни влакна?
Въглеродните влакна са материал от синтетични влакна, като тези влакна имат диаметър около 5-10 микрометра. Този материал съдържа главно въглеродни атоми. Този материал съдържа органични полимери, които се състоят от дълги низове от молекули. Тези струни се държат заедно от въглеродни атоми. Производителите произвеждат тези влакна основно от полиакрилонитрилен (PAN) процес. В този производствен процес те изтеглят суровините в дълги нишки или влакна. След това те комбинират тези нишки с други материали, за да получат желаните форми и размери. В процеса на PAN има пет основни стъпки:
- Предене – Тук сместа от PAN и други съставки се предат във влакна. След това тези влакна се измиват и разтягат.
- Стабилизиране – Тук извършваме химическа промяна за стабилизиране на влакната.
- Карбонизиране – Тук нагряваме стабилизираното влакно до много високи температури. Това образува плътно свързани въглеродни кристали.
- Обработка на повърхността – След това окисляваме повърхността на влакната, за да подобрим свойствата.
- Оразмеряване – Използваме предачни машини, за да усукваме влакната в прежди с различен размер.
Приложенията на този материал са в космическото, гражданското строителство, военните и моторните спортове и т.н. Тези влакна обаче са сравнително скъпи от другите форми на влакна.
Каква е разликата между кевлар и въглеродни влакна?
Kevlar е силно синтетично влакно с химическа формула [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n По същество съдържа азотни атоми в своята химична структура. Освен това има водородни връзки. Въглеродните влакна са материал от синтетични влакна и влакната имат диаметър около 5-10 микрометра. Той не съдържа азот и съдържа главно въглеродни атоми в своята химична структура. Тези влакна са свързани едно с друго чрез въглеродни атоми. Това е основната разлика между кевлар и въглеродни влакна.
Резюме – Кевлар срещу въглеродни влакна
Кевларът и въглеродните влакна са много важни синтетични влакна. Разликата между кевлар и въглеродни влакна е, че кевларът по същество съдържа азотни атоми в своята химическа структура, докато въглеродните влакна не съдържат азотни атоми и съдържат главно въглеродни атоми в своята химическа структура.
