Разница между кевларом и углеродным волокном

ключевое отличие между кевларом и углеродным волокном является то, что Кевлар по существу содержит атомы азота в своей химической структуре, тогда как углеродное волокно не содержит атомов азота и в основном содержит атомы углерода в своей химической структуре.

Кевлар и углеродное волокно - две формы синтетических волокон. Оба эти материала имеют высокую прочность. Поэтому они имеют много применений в текстильной и других отраслях промышленности. Давайте обсудим более подробно эти материалы.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия
2. Что такое кевлар
3. Что такое углеродное волокно
4. Сравнение бок о бок - кевлар против углеродного волокна в табличной форме
5. Резюме

Что такое кевлар?

Кевлар - это прочное синтетическое волокно с химической формулой [-CO-C₆ЧАС₄-СО-NH-C₆ЧАС₄-NH-]_N. Он хорошо известен своей термостойкостью. Этот материал относится к ряду других полимерных соединений, таких как Nomex и Technora. На ранних этапах его производства люди использовали этот материал в качестве замены стали в гоночных шинах. Производители определяют этот материал как «в пять раз прочнее стали», когда мы рассматриваем две равные части кевлара и стали. Этот материал является сверхпрочным пластиком. Мы используем две формы мономеров для синтеза этого полимерного материала. Мономерами являются 1,4-фенилендиамин и терефталоилхлорид. Эти мономеры подвергаются реакциям конденсации. Это дает побочный продукт: молекулы кислоты HCl.

Рисунок 01: Химическая структура кевлара

Полученный полимер имеет жидкокристаллическую природу. Растворитель, который производитель использовал для этого производства, представляет собой смесь N-метилпирролидон и хлорид кальция. Этот производственный процесс использует концентрированную серную кислоту, чтобы удерживать нерастворимый в воде продукт (кевлар) в растворе до окончания производства. Поэтому этот материал очень дорогой (потому что мы используем концентрированную серную кислоту для этого производства). Этот материал обладает высокой прочностью на растяжение, относительной плотностью, благодаря межмолекулярным водородным связям. Группы NH в этом материале образуют эти водородные связи. Есть много вариантов использования этого материала. Например, это полезно при производстве велосипедных шин, гоночных парусов и пуленепробиваемых жилетов..

Что такое углеродное волокно?

Углеродное волокно представляет собой синтетический волокнистый материал, эти волокна имеют диаметр около 5-10 микрометров. Этот материал в основном содержит атомы углерода. Этот материал содержит органические полимеры, которые состоят из длинных цепочек молекул. Эти струны удерживаются вместе атомами углерода. Производители в основном производят эти волокна из процесса полиакрилонитрила (PAN). В этом производственном процессе они вытягивают сырье в длинные пряди или волокна. Затем они объединяют эти пряди с другими материалами, чтобы получить желаемые формы и размеры. В процессе PAN есть пять основных шагов:

1. Спиннинг - здесь смесь PAN и других ингредиентов прядется в волокна. Затем эти волокна стираются и растягиваются.
2. Стабилизация - здесь мы делаем химическое изменение для стабилизации волокна.
3. Карбонизация - здесь мы нагреваем стабилизированное волокно до очень высоких температур. Это образует тесно связанные кристаллы углерода.
4. Обработка поверхности - Затем мы окисляем поверхность волокон для улучшения свойств.
5. Размеры - Мы используем прядильные машины для скручивания волокон в пряжу разных размеров..

Применение этого материала в аэрокосмической, гражданской, военной и автоспорте и т. Д. Однако эти волокна относительно дороги, чем другие виды волокон..

В чем разница между кевларом и углеродным волокном?

Кевлар - это прочное синтетическое волокно с химической формулой [-CO-C₆ЧАС₄-СО-NH-C₆ЧАС₄-NH-]_N. Он по существу содержит атомы азота в своей химической структуре. Кроме того, он имеет водородные связи. Углеродное волокно представляет собой синтетический волокнистый материал, и волокна имеют диаметр около 5-10 микрометров. Он не содержит азота и в основном содержит атомы углерода в своей химической структуре. Эти волокна связаны друг с другом через атомы углерода. В этом главное отличие кевлара от карбона.

Резюме - Кевлар против углеродного волокна

Кевлар и углеродное волокно являются очень важными синтетическими волокнами. Разница между кевларом и углеродным волокном состоит в том, что кевлар по существу содержит атомы азота в своей химической структуре, тогда как углеродное волокно не содержит атомов азота и в основном содержит атомы углерода в своей химической структуре..

Ссылка:

1. «Кевлар» Википедия, Фонд Викимедиа, 3 июля 2018 г. Доступно здесь  
2. Джонсон, Тодд. «Как производится углеродное волокно?» ThoughtCo, ThoughtCo. Доступна здесь  

Изображение предоставлено:

1. «Кевлар-3D-шары» Бена Миллса и Джинто (Общественное достояние) через Commons Wikimedia