Rozdíl mezi kevlary a uhlíkovými vlákny

klíčový rozdíl mezi Kevlarem a uhlíkovým vláknem je to Kevlar v podstatě obsahuje atomy dusíku ve své chemické struktuře, zatímco uhlíkové vlákno neobsahuje atomy dusíku a hlavně obsahuje atomy uhlíku ve své chemické struktuře.

Kevlar a uhlíkové vlákno jsou dvě formy syntetických vláken. Oba tyto materiály mají vysokou pevnost. Proto mají mnoho aplikací v textilním a jiném průmyslu. Podívejme se na další materiály o těchto materiálech.

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je Kevlar
3. Co je to uhlíkové vlákno
4. Srovnání bok po boku - Kevlar vs. uhlíkové vlákno v tabulkové formě
5. Shrnutí

Co je Kevlar?

Kevlar je silné syntetické vlákno, které má chemický vzorec [-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]_n. Je známá svou tepelnou odolností. Tento materiál souvisí s několika dalšími polymerními sloučeninami, jako jsou Nomex a Technora. V raných dobách výroby používali lidé tento materiál jako náhradu za ocel v závodních pneumatikách. Výrobci definují tento materiál jako „pětkrát silnější než ocel“, když vezmeme v úvahu dvě stejné části Kevlaru a oceli. Tento materiál je velmi silný plast. Pro syntézu tohoto polymerního materiálu používáme dvě formy monomerů. Monomery jsou 1,4-fenylenediamin a tereftaloylchlorid. Tyto monomery podléhají kondenzační reakci. Poskytuje vedlejší produkt: molekuly kyseliny chlorovodíkové.

Obrázek 01: Chemická struktura Kevlaru

Výsledný polymer má kapalně krystalickou povahu. Rozpouštědlo, které výrobce použil pro tuto výrobu, je směs N-methylpyrrolidon a chlorid vápenatý. Tento výrobní proces používá koncentrovanou kyselinu sírovou k udržení ve vodě nerozpustného produktu (Kevlar) až do ukončení výroby. Tento materiál je proto velmi drahý (protože pro tuto výrobu používáme koncentrovanou kyselinu sírovou). Tento materiál má vysokou pevnost v tahu, relativní hustotu díky mezimolekulárním vodíkovým vazbám. NH skupiny v tomto materiálu tvoří tyto vodíkové vazby. Existuje mnoho použití tohoto materiálu. Například je užitečná při výrobě pneumatik pro jízdní kola, závodních plachet a neprůstřelné vesty.

Co je to uhlíkové vlákno?

Uhlíkové vlákno je syntetický vláknitý materiál, který tato vlákna mají průměr asi 5 až 10 mikrometrů. Tento materiál obsahuje hlavně atomy uhlíku. Tento materiál obsahuje organické polymery, které se skládají z dlouhých řetězců molekul. Tyto řetězce jsou drženy pohromadě atomy uhlíku. Výrobci vyrábějí tato vlákna hlavně z procesu polyakrylonitrilu (PAN). Při tomto výrobním procesu natahují suroviny na dlouhé prameny nebo vlákna. Pak tyto prameny kombinují s jinými materiály, aby získaly požadované tvary a velikosti. V procesu PAN existuje pět hlavních kroků:

1. Spinning - Zde se směs PAN a dalších ingrediencí točí do vláken. Pak se tato vlákna omyjí a protáhnou.
2. Stabilizace - zde provádíme chemické změny pro stabilizaci vláken.
3. Karbonizace - zde zahříváme stabilizované vlákno na velmi vysoké teploty. Tím se vytvoří pevně vázané krystaly uhlíku.
4. Ošetření povrchu - Potom oxidujeme povrch vláken, abychom zlepšili jeho vlastnosti.
5. Dimenzování - Používáme spřádací stroje, aby se vlákna stočila do přízí různých velikostí.

Použití tohoto materiálu je v leteckém, stavebním, vojenském a motoristickém sportu atd. Tato vlákna jsou však relativně drahá než jiné formy vláken.

Jaký je rozdíl mezi kevlary a uhlíkovými vlákny?

Kevlar je silné syntetické vlákno, které má chemický vzorec [-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]_n. V podstatě obsahuje atomy dusíku ve své chemické struktuře. Navíc má vodíkové vazby. Uhlíkové vlákno je syntetický vláknitý materiál a vlákna mají průměr asi 5 až 10 mikrometrů. Neobsahuje dusík a ve své chemické struktuře obsahuje hlavně atomy uhlíku. Tato vlákna jsou k sobě vázána atomy uhlíku. To je hlavní rozdíl mezi Kevlarem a uhlíkovým vláknem.

Shrnutí - Kevlar vs Carbon Fiber

Kevlar a uhlíková vlákna jsou velmi důležitá syntetická vlákna. Rozdíl mezi Kevlarem a uhlíkovým vláknem spočívá v tom, že Kevlar v podstatě obsahuje atomy dusíku ve své chemické struktuře, zatímco uhlíkové vlákno neobsahuje atomy dusíku a hlavně obsahuje atomy uhlíku ve své chemické struktuře.

Odkaz:

1. „Kevlar.“ Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. července 2018. K dispozici zde  
2. Johnson, Todd. "Jak se vyrábí uhlíkové vlákno?" ThoughtCo, ThoughtCo. K dispozici zde  

Obrázek se svolením:

1.'Kevlar-3D-balls'By Ben Mills a Jynto (Public Domain) přes Commons Wikimedia