Den viktigaste skillnaden mellan Kevlar och kolfiber är att Kevlar i huvudsak innehåller kväveatomer i sin kemiska struktur medan kolfibern inte innehåller kväveatomer och huvudsakligen innehåller kolatomer i sin kemiska struktur.
Kevlar och kolfiber är två former av syntetiska fibrer. Båda dessa material har en hög hållfasthet. Därför har de många tillämpningar inom textil- och andra industrier. Låt oss diskutera mer detaljer om detta material.
Vad är Kevlar?
Kevlar är en stark syntetfiber som har den kemiska formeln [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nDen är välkänd för sin värmebeständighet. Detta material är relaterat till flera andra polymerföreningar som Nomex och Technora. I tidiga tider av dess tillverkning använde människor detta material som en ersättning för stål i racingdäck. Tillverkare definierar detta material som "fem gånger starkare än stål" när vi betraktar två lika stora delar av Kevlar och stål. Detta material är en superstark plast. Vi använder två former av monomerer för syntesen av detta polymermaterial. Monomererna är 1,4-fenylendiamin och tereftaloylklorid. Dessa monomerer genomgår kondensationsreaktioner. Det ger en biprodukt: HCl-syramolekyler.
Figur 01: Kevlars kemiska struktur
Den resulterande polymeren har en flytande kristallin natur. Lösningsmedlet som tillverkaren använde för denna produktion är en blandning av N-metyl-pyrrolidon och kalciumklorid. Denna produktionsprocess använder koncentrerad svavelsyra för att hålla den vattenolösliga produkten (Kevlar) i lösningen tills produktionen avslutas. Därför är detta material mycket dyrt (eftersom vi använder koncentrerad svavelsyra för denna produktion). Detta material har en hög draghållfasthet, relativ densitet, på grund av de intermolekylära vätebindningarna. NH-grupperna i detta material bildar dessa vätebindningar. Det finns många användningsområden för detta material. Den är till exempel användbar för att tillverka cykeldäck, tävlingssegel och skottsäkra västar.
Vad är kolfiber?
Kolfiber är ett syntetfibermaterial dessa fibrer har en diameter på cirka 5-10 mikrometer. Detta material innehåller huvudsakligen kolatomer. Detta material innehåller organiska polymerer som består av långa strängar av molekyler. Dessa strängar hålls samman av kolatomer. Tillverkare producerar huvudsakligen dessa fibrer från polyakrylnitril (PAN) process. I denna tillverkningsprocess drar de råvarorna till långa trådar eller fibrer. Sedan kombinerar de dessa trådar med andra material för att få önskade former och storlekar. I PAN-processen finns det fem huvudsteg:
- Spinnning – Här snurras blandningen av PAN och andra ingredienser till fibrer. Sedan tvättas och sträcks dessa fibrer.
- Stabilisering – Här gör vi kemiska förändringar för stabilisering av fiber.
- Carbonizing – Här värmer vi den stabiliserade fibern till mycket höga temperaturer. Detta bildar tätt bundna kolkristaller.
- Behandla ytan – Sedan oxiderar vi ytan på fibrerna för att förbättra egenskaperna.
- Sortering – Vi använder spinnmaskiner för att tvinna fibrerna till olika storlekar på garn.
Tillämpningarna av detta material är inom flyg-, civilingenjörs-, militär- och motorsporter, etc. Dessa fibrer är dock relativt dyra än andra fiberformer.
Vad är skillnaden mellan kevlar och kolfiber?
Kevlar är en stark syntetisk fiber som har den kemiska formeln [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Den innehåller i huvudsak kväveatomer i sin kemiska struktur. Dessutom har den vätebindningar. Kolfiber är ett syntetfibermaterial och fibrerna har cirka 5-10 mikrometers diameter. Den innehåller inte kväve och innehåller främst kolatomer i sin kemiska struktur. Dessa fibrer är bundna till varandra via kolatomer. Detta är den största skillnaden mellan kevlar och kolfiber.
Sammanfattning – Kevlar vs Carbon Fibre
Kevlar och kolfiber är mycket viktiga syntetfibrer. Skillnaden mellan Kevlar och kolfiber är att Kevlar i huvudsak innehåller kväveatomer i sin kemiska struktur medan kolfibern inte innehåller kväveatomer och huvudsakligen innehåller kolatomer i sin kemiska struktur.
