Differkinome

Rozdiel medzi Kevlarom a uhlíkovými vláknami

Veda a príroda
Share

kľúčový rozdiel medzi Kevlarom a uhlíkovými vláknami je to Kevlar v podstate obsahuje atómy dusíka vo svojej chemickej štruktúre, 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. Porozprávajme sa o týchto materiáloch podrobnejšie.

OBSAH

1. Prehľad a kľúčový rozdiel
2. Čo je Kevlar
3. Čo je to uhlíkové vlákno
4. Porovnanie bok po boku - Kevlar verzus uhlíkové vlákno v tabuľkovej forme
5. Zhrnutie

Čo je Kevlar?

Kevlar je silné syntetické vlákno, ktoré má chemický vzorec [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n. Je známy svojou tepelnou odolnosťou. Tento materiál súvisí s niekoľkými ďalšími polymérnymi zlúčeninami, ako sú Nomex a Technora. V počiatočných časoch výroby používali ľudia tento materiál ako náhradu za oceľ v závodných pneumatikách. Výrobcovia definujú tento materiál ako „päťkrát silnejší ako oceľ“, keď vezmeme do úvahy dve rovnaké časti Kevlaru a ocele. Tento materiál je super pevný plast. Na syntézu tohto polymérneho materiálu sa používajú dve formy monomérov. Monoméry sú 1,4-fenyléndiamín a tereftaloylchlorid. Tieto monoméry podliehajú kondenzačným reakciám. Poskytuje vedľajší produkt: molekuly kyseliny chlorovodíkovej.

Obrázok 01: Chemická štruktúra Kevlaru

Výsledný polymér má kvapalnú kryštalickú povahu. Rozpúšťadlo, ktoré výrobca použil na túto výrobu, je zmes N-metylpyrolidón a chlorid vápenatý. Tento výrobný proces využíva koncentrovanú kyselinu sírovú na udržanie vo vode nerozpustného produktu (Kevlar) až do ukončenia výroby. Tento materiál je preto veľmi drahý (pretože pri tejto výrobe používame koncentrovanú sírovú látku). Tento materiál má vďaka medzimolekulovým vodíkovým väzbám vysokú pevnosť v ťahu, relatívnu hustotu. NH skupiny v tomto materiáli tvoria tieto vodíkové väzby. Existuje mnoho použití tohto materiálu. Napríklad je užitočná pri výrobe pneumatík pre bicykle, závodných plachiet a nepriestrelných vest.

Čo je to uhlíkové vlákno?

Uhlíkové vlákno je syntetický vláknitý materiál, ktorého vlákna majú priemer približne 5 až 10 mikrometrov. Tento materiál obsahuje hlavne atómy uhlíka. Tento materiál obsahuje organické polyméry, ktoré pozostávajú z dlhých reťazcov molekúl. Tieto reťazce sú držané pohromade atómami uhlíka. Výrobcovia vyrábajú tieto vlákna hlavne z procesu polyakrylonitrilu (PAN). Pri tomto výrobnom postupe natierajú suroviny na dlhé pramene alebo vlákna. Potom tieto pramene kombinujú s inými materiálmi, aby získali požadované tvary a veľkosti. V procese PAN existuje päť hlavných krokov:

  1. Točenie - Tu sa zmes PAN a ďalších prísad roztočí na vlákna. Potom sa tieto vlákna premyjú a napnú.
  2. Stabilizácia - tu robíme chemické zmeny na stabilizáciu vlákien.
  3. Karbonizácia - tu zahrievame stabilizované vlákno na veľmi vysoké teploty. To vytvára pevne viazané kryštály uhlíka.
  4. Ošetrenie povrchu - Potom oxidujeme povrch vlákien, aby sme zlepšili jeho vlastnosti.
  5. Dimenzovanie - Na spriadanie vlákien do priadzí rôznych veľkostí používame spriadacie stroje.

Použitie tohto materiálu je v leteckom, stavebnom, vojenskom a 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-C6H4-NH-]n. V podstate obsahuje atómy dusíka vo svojej chemickej štruktúre. Okrem toho má vodíkové väzby. Uhlíkové vlákno je syntetický vláknitý materiál a vlákna majú priemer približne 5 až 10 mikrometrov. Neobsahuje dusík a vo svojej chemickej štruktúre obsahuje hlavne atómy uhlíka. Tieto vlákna sú navzájom viazané prostredníctvom atómov uhlíka. Toto je hlavný rozdiel medzi kevlarovými a uhlíkovými vláknami.

Zhrnutie - Kevlar vs Carbon Fiber

Kevlar a uhlíkové vlákna sú veľmi dôležité syntetické vlákna. Rozdiel medzi kevlarom a uhlíkovým vláknom je v tom, že kevlar v podstate obsahuje atómy dusíka vo svojej chemickej štruktúre, zatiaľ čo uhlíkové vlákno neobsahuje atómy dusíka a vo svojej chemickej štruktúre obsahuje najmä atómy uhlíka..

referencie:

1. „Kevlar“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. júla 2018. K dispozícii tu  
2. Johnson, Todd. "Ako sa vyrába uhlíkové vlákno?" ThoughtCo, ThoughtCo. K dispozícii tu  

S láskavým dovolením:

1.'Kevlar-3D-balls'By Ben Mills a Jynto (public domain) prostredníctvom Commons Wikimedia  

Veda a príroda
×