Kevlari ja süsinikkiu erinevus

võtme erinevus Kevlari ja süsinikkiu vahel on see, et Kevlar sisaldab keemilises struktuuris põhiliselt lämmastikuaatomeid, samas kui süsinikkiud ei sisalda lämmastikuaatomeid ja keemilises struktuuris on peamiselt süsinikuaatomid.

Kevlar ja süsinikkiud on sünteetiliste kiudude kaks vormi. Mõlemal materjalil on kõrge tugevus. Seetõttu on neil palju rakendusi tekstiili- ja muudes tööstusharudes. Arutleme nende materjalide üksikasjade üle.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on Kevlar
3. Mis on süsinikkiud
4. Kõrvuti võrdlus - Kevlar vs süsinikkiud tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on Kevlar?

Kevlar on tugev sünteetiline kiud, mille keemiline valem on [-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]_n. See on tuntud oma kuumuskindluse poolest. See materjal on seotud paljude teiste polümeerühenditega nagu Nomex ja Technora. Selle tootmise algusaegadel kasutasid inimesed seda materjali võidusõidurehvides terase asendajana. Tootjad määratlevad selle materjali kui "viis korda tugevamat kui teras", kui arvestada kahte võrdset osa Kevlari ja terast. See materjal on ülitugev plastik. Selle polümeermaterjali sünteesiks kasutame kahte vormi monomeere. Monomeerideks on 1,4-fenüleendiamiin ja tereftaloüülkloriid. Nendel monomeeridel toimub kondensatsioonireaktsioon. See annab kõrvalsaaduse: HCl happe molekulid.

Joonis 01: Kevlari keemiline struktuur

Saadud polümeeril on vedelkristalliline iseloom. Lahusti, mida tootja selle tootmiseks kasutas, on segu N-metüülpürrolidoon ja kaltsiumkloriid. Selles tootmisprotsessis kasutatakse kontsentreeritud väävelhapet, et hoida vees lahustumatu toode (Kevlar) lahuses kuni tootmise lõpuni. Seetõttu on see materjal väga kallis (kuna selle tootmiseks kasutame kontsentreeritud väävelhapet). Sellel materjalil on kõrge tõmbetugevus, suhteline tihedus, tänu molekulidevahelistele vesiniksidemetele. Selle materjali NH rühmad moodustavad need vesiniksidemed. Sellel materjalil on palju kasutusviise. See on kasulik näiteks jalgrattarehvide, võistluspurjede 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 molekulijadadest. Neid ahelaid hoiavad koos süsinikuaatomid. Tootjad toodavad neid kiude peamiselt polüakrüülnitriil (PAN) protsessist. Selle tootmisprotsessi käigus tõmbavad nad tooraine pikkadeks kiududeks või kiududeks. Seejärel ühendavad nad need kiud teiste materjalidega, et saada soovitud kuju ja suurust. PAN-protsessis on viis peamist sammu:

1. Ketrus - siin kedratakse PANi ja muude koostisosade segu kiududeks. Seejärel need kiud pestakse ja venitatakse.
2. Stabiliseerimine - siin teeme kiu stabiliseerimiseks keemilisi muudatusi.
3. Karboniseerimine - siin soojendame stabiliseeritud kiudu väga kõrgeks temperatuuriks. See moodustab tihedalt seotud süsinikkristallid.
4. Pinna töötlemine - oksüdeerime siis kiudude pinna omaduste parandamiseks.
5. Suuruse määramine - kiudude keerutamiseks erineva suurusega lõngadeks kasutame ketramismasinaid.

Selle materjali rakendused on lennunduses, tsiviilehituses, sõjaväes ja motospordis jne. Kuid need kiud on suhteliselt kallid kui muud kiudvormid.

Mis vahe on Kevlaril ja süsinikkiul?

Kevlar on tugev sünteetiline kiud, mille keemiline valem on [-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]_n. Selle keemiline struktuur sisaldab põhiliselt 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 keemilises struktuuris põhiliselt lämmastikuaatomeid, samas kui süsinikkiud ei sisalda lämmastikuaatomeid ja sisaldab peamiselt keemilises struktuuris süsinikuaatomeid..

Viide:

1. “Kevlar.” Vikipeedia, Wikimedia Foundation, 3. juuli 2018. Saadaval siin  
2. Johnson, Todd. “Kuidas valmistatakse süsinikkiudu?” ThoughtCo, ThoughtCo. Saadaval siin  

Pilt viisakalt:

1.'Kevlar-3D-pallid'By Ben Mills ja Jynto (avalikus omanduses) Commons Wikimedia kaudu