Kevlari ja süsinikkiu peamine erinevus seisneb selles, et kevlar sisaldab oma keemilises struktuuris põhiliselt lämmastikuaatomeid, samas kui süsinikkiud ei sisalda lämmastikuaatomeid ja oma keemilises struktuuris on peamiselt süsinikuaatomeid.
Kevlar ja süsinikkiud on kaks sünteetiliste kiudude vormi. Mõlemal materjalil on kõrge tugevus. Seetõttu on neil tekstiili- ja muudes tööstusharudes palju rakendusi. Räägime nende materjalide kohta üksikasjalikum alt.
Mis on Kevlar?
Kevlar on tugev sünteetiline kiud, mille keemiline valem on [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nSee on tuntud oma kuumakindluse poolest. See materjal on seotud mitme teise polümeeriühendiga, nagu Nomex ja Technora. Tootmise alguses kasutasid inimesed seda materjali võidusõidurehvide terase asendajana. Tootjad määratlevad seda materjali kui "viis korda tugevamat kui teras", kui arvestada kahte võrdset osa kevlarist ja terasest. See materjal on ülitugev plastik. Selle polümeermaterjali sünteesiks kasutame kahte tüüpi monomeere. Monomeerideks on 1,4-fenüleendiamiin ja tereftaloüülkloriid. Need monomeerid läbivad kondensatsioonireaktsiooni. See annab kõrvalsaaduse: HCl happe molekulid.
Joonis 01: Kevlari keemiline struktuur
Saadud polümeeril on vedelkristalliline olemus. Lahusti, mida tootja selles tootmises kasutas, on N-metüülpürrolidooni ja k altsiumkloriidi segu. Selles tootmisprotsessis kasutatakse kontsentreeritud väävelhapet, et hoida vees lahustumatut toodet (Kevlar) lahuses kuni tootmise lõpuni. Seetõttu on see materjal väga kallis (kuna me kasutame selle tootmise jaoks kontsentreeritud väävelhapet). Sellel materjalil on molekulidevaheliste vesiniksidemete tõttu kõrge tõmbetugevus ja suhteline tihedus. Selle materjali NH-rühmad moodustavad need vesiniksidemed. Sellel materjalil on palju kasutusviise. Näiteks on see kasulik jalgrattarehvide, võidusõidupurjede ja kuulikindlate vestide tootmisel.
Mis on süsinikkiud?
Süsinikkiud on sünteetiline kiudmaterjal, nende kiudude läbimõõt on umbes 5–10 mikromeetrit. See materjal sisaldab peamiselt süsinikuaatomeid. See materjal sisaldab orgaanilisi polümeere, mis koosnevad pikkadest molekulide ridadest. Neid stringe hoiavad koos süsinikuaatomid. Tootjad toodavad neid kiude peamiselt polüakrüülnitriili (PAN) protsessis. Selles tootmisprotsessis tõmbavad nad tooraine pikkadeks kiududeks või kiududeks. Seejärel ühendavad nad need kiud teiste materjalidega soovitud kuju ja suuruse saamiseks. PAN-i protsessis on viis peamist sammu:
- Ketramine – siin kedratakse PAN-i ja teiste koostisosade segu kiududeks. Seejärel need kiud pestakse ja venitatakse.
- Stabiliseerimine – siin teeme kiudude stabiliseerimiseks keemilisi muudatusi.
- Karboniseerimine – siin kuumutame stabiliseeritud kiudu väga kõrgetel temperatuuridel. See moodustab tihed alt seotud süsiniku kristallid.
- Pinna töötlemine – Seejärel oksüdeerime kiudude pinna, et parandada omadusi.
- Suuruse määramine – kasutame ketrusmasinaid, et keerata kiud erineva suurusega lõngadeks.
Seda materjali kasutatakse kosmosetööstuses, tsiviilehituses, sõjaväes ja motospordis jne. Need kiud on aga suhteliselt kallid kui muud kiuvormid.
Mis vahe on kevlaril ja süsinikkiul?
Kevlar on tugev sünteetiline kiud, mille keemiline valem on [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Selle keemilises struktuuris on sisuliselt lämmastikuaatomeid. Lisaks on sellel vesiniksidemed. Süsinikkiud on sünteetiline kiudmaterjal ja kiudude läbimõõt on umbes 5-10 mikromeetrit. See ei sisalda lämmastikku ja sisaldab keemilises struktuuris peamiselt süsinikuaatomeid. Need kiud on üksteisega seotud süsinikuaatomite kaudu. See on peamine erinevus kevlari ja süsinikkiu vahel.
Kokkuvõte – Kevlar vs süsinikkiud
Kevlar ja süsinikkiud on väga olulised sünteetilised kiud. Kevlari ja süsinikkiu erinevus seisneb selles, et Kevlar sisaldab oma keemilises struktuuris põhiliselt lämmastikuaatomeid, samas kui süsinikkiud ei sisalda lämmastikuaatomeid ja sisaldab keemilises struktuuris peamiselt süsinikuaatomeid.
