Kľúčový rozdiel medzi kevlarom a uhlíkovými vláknami je v tom, že kevlar vo svojej chemickej štruktúre v podstate obsahuje atómy dusíka, zatiaľ čo uhlíkové vlákno neobsahuje atómy dusíka a vo svojej chemickej štruktúre obsahuje hlavne atómy uhlíka.
Kevlar a uhlíkové vlákno sú dve formy syntetických vlákien. Oba tieto materiály majú vysokú pevnosť. Preto majú mnoho aplikácií v textilnom a inom priemysle. Dovoľte nám prediskutovať ďalšie podrobnosti o týchto materiáloch.
Čo je kevlar?
Kevlar je silné syntetické vlákno, ktoré má chemický vzorec [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nJe známy svojou tepelnou odolnosťou. Tento materiál súvisí s niekoľkými ďalšími polymérnymi zlúčeninami, ako sú Nomex a Technora. V raných dobách jeho výroby ľudia používali tento materiál ako náhradu ocele v pretekárskych pneumatikách. Výrobcovia definujú tento materiál ako „päťkrát pevnejší ako oceľ“, keď vezmeme do úvahy dve rovnaké časti kevlaru a ocele. Tento materiál je superpevný plast. Na syntézu tohto polymérneho materiálu používame dve formy monomérov. Monoméry sú 1,4-fenyléndiamín a tereftaloylchlorid. Tieto monoméry podliehajú kondenzačným reakciám. Poskytuje vedľajší produkt: molekuly kyseliny HCl.
Obrázok 01: Chemická štruktúra kevlaru
Výsledný polymér má tekutý kryštalický charakter. Rozpúšťadlo, ktoré výrobca pri tejto výrobe použil, je zmes N-metylpyrolidónu a chloridu vápenatého. Tento výrobný proces využíva koncentrovanú kyselinu sírovú na udržanie vo vode nerozpustného produktu (Kevlar) v roztoku až do ukončenia výroby. Preto je tento materiál veľmi drahý (pretože na túto výrobu používame koncentrovanú kyselinu sírovú). Tento materiál má vysokú pevnosť v ťahu, relatívnu hustotu, vďaka medzimolekulovým vodíkovým väzbám. NH skupiny v tomto materiáli tvoria tieto vodíkové väzby. Existuje mnoho použití tohto materiálu. Napríklad je užitočný pri výrobe pneumatík na bicykle, pretekárskych plachiet a nepriestrelných viest.
Čo je uhlíkové vlákno?
Uhlíkové vlákno je materiál zo syntetických vlákien, pričom tieto vlákna majú priemer približne 5-10 mikrometrov. Tento materiál obsahuje hlavne atómy uhlíka. Tento materiál obsahuje organické polyméry, ktoré pozostávajú z dlhých reťazcov molekúl. Tieto struny sú držané pohromade atómami uhlíka. Výrobcovia vyrábajú tieto vlákna hlavne procesom polyakrylonitrilu (PAN). V tomto výrobnom procese čerpajú suroviny do dlhých prameňov alebo vlákien. Potom tieto pramene kombinujú s inými materiálmi, aby získali požadované tvary a veľkosti. V procese PAN existuje päť hlavných krokov:
- Spinning – Tu sa zmes PAN a ďalších ingrediencií spriada na vlákna. Potom sa tieto vlákna vyperú a natiahnu.
- Stabilizácia – tu robíme chemickú úpravu na stabilizáciu vlákna.
- Karbonizácia – tu zohrievame stabilizované vlákno na veľmi vysoké teploty. To vytvára pevne viazané uhlíkové kryštály.
- Úprava povrchu – Potom povrch vlákien zoxidujeme, aby sme zlepšili vlastnosti.
- Gelenie – Na skrúcanie vlákien do priadzí rôznych veľkostí používame spriadacie stroje.
Aplikácie tohto materiálu sú v leteckom a kozmickom priemysle, stavebníctve, armáde, motoristickom športe atď. Tieto vlákna sú však relatívne drahé ako iné formy vlákien.
Aký je rozdiel medzi kevlarom a uhlíkovými vláknami?
Kevlar je silné syntetické vlákno, ktoré má chemický vzorec [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Vo svojej chemickej štruktúre v podstate obsahuje atómy dusíka. Okrem toho má vodíkové väzby. Uhlíkové vlákno je syntetický vláknitý materiál a vlákna majú priemer približne 5-10 mikrometrov. Neobsahuje dusík a vo svojej chemickej štruktúre obsahuje hlavne atómy uhlíka. Tieto vlákna sú navzájom spojené prostredníctvom atómov uhlíka. Toto je hlavný rozdiel medzi kevlarovým a uhlíkovým vláknom.
Zhrnutie – Kevlar vs Carbon Fibre
Kevlar a uhlíkové vlákna sú veľmi dôležité syntetické vlákna. Rozdiel medzi Kevlarom a uhlíkovým vláknom je v tom, že Kevlar v podstate obsahuje vo svojej chemickej štruktúre atómy dusíka, zatiaľ čo uhlíkové vlákno neobsahuje atómy dusíka a vo svojej chemickej štruktúre obsahuje hlavne atómy uhlíka.
