Разница между кевларом и углеродным волокном

В чем разница между кевларом и углеродным волокном?

Кевлар — это прочное синтетическое волокно, имеющее химическую формулу [-CO-C6ЧАС4-CO-NH-C6ЧАС4-NH-]п. По сути, он содержит атомы азота в своей химической структуре. Кроме того, он имеет водородные связи. Углеродное волокно — это синтетический волокнистый материал, диаметр волокон которого составляет около 5-10 микрометров. Он не содержит азота и в своей химической структуре в основном содержит атомы углерода. Эти волокна связаны друг с другом через атомы углерода. В этом главное отличие кевлара от карбона.

Что такое углеродное волокно?

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

  1. Прядение — здесь смесь ПАН и других ингредиентов прядут в волокна. Затем эти волокна промываются и растягиваются.
  2. Стабилизация — здесь мы выполняем химические изменения для стабилизации волокна.
  3. Карбонизация — здесь мы нагреваем стабилизированное волокно до очень высоких температур. Это образует прочно связанные кристаллы углерода.
  4. Обработка поверхности — Затем мы окисляем поверхность волокон для улучшения свойств.
  5. Калибровка — мы используем прядильные машины для скручивания волокон в пряжу разного размера.

Этот материал применяется в аэрокосмической промышленности, гражданском строительстве, военном деле, автоспорте и т. Д. Однако эти волокна относительно дороги, чем волокна других форм.

Содержание:

В ключевое отличие между кевларом и углеродным волокном заключается 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.

Кевлар и углеродное волокно — это две формы синтетических волокон. Оба эти материала обладают высокой прочностью. Поэтому они находят множество применений в текстильной и других отраслях промышленности. Обсудим подробнее эти материалы.

Что такое кевлар?

Кевлар — прочное синтетическое волокно с химической формулой [-CO-C6ЧАС4-CO-NH-C6ЧАС4-NH-]п. Он известен своей термостойкостью. Этот материал относится к нескольким другим полимерным соединениям, таким как Nomex и Technora. На заре его производства люди использовали этот материал в качестве замены стали в гоночных шинах. Производители определяют этот материал как «в пять раз прочнее стали», если учесть две равные части кевлара и стали. Этот материал представляет собой сверхпрочный пластик. Мы используем две формы мономеров для синтеза этого полимерного материала. Мономеры представляют собой 1,4-фенилендиамин и терефталоилхлорид. Эти мономеры претерпевают реакции конденсации. Он дает побочный продукт: молекулы кислоты HCl.

Полученный полимер имеет жидкокристаллическую природу. Растворитель, который производитель использовал для этого производства, представляет собой смесь N-метилпирролидон и хлорид кальция. В этом производственном процессе используется концентрированная серная кислота, чтобы удерживать нерастворимый в воде продукт (кевлар) в растворе до окончания производства. Поэтому этот материал очень дорогой (потому что для производства мы используем концентрированную серную кислоту). Этот материал обладает высокой прочностью на разрыв, относительной плотностью за счет межмолекулярных водородных связей. Группы NH в этом материале образуют эти водородные связи. Есть много вариантов использования этого материала. Например, он используется при производстве велосипедных шин, гоночных парусов и пуленепробиваемых жилетов.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий