Het belangrijkste verschil tussen Kevlar en koolstofvezel is dat de Kevlar in wezen stikstofatomen bevat in zijn chemische structuur, terwijl de koolstofvezel geen stikstofatomen bevat en voornamelijk koolstofatomen bevat in zijn chemische structuur.
Kevlar en koolstofvezel zijn twee vormen van synthetische vezels. Beide materialen hebben een hoge sterkte. Daarom hebben ze veel toepassingen in textiel en andere industrieën. Laten we meer details over deze materialen bespreken.
Wat is Kevlar?
Kevlar is een sterke synthetische vezel met de chemische formule [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nHet staat bekend om zijn hittebestendigheid. Dit materiaal is verwant aan verschillende andere polymeerverbindingen zoals Nomex en Technora. In de beginperiode van de productie gebruikten mensen dit materiaal als vervanging voor staal in racebanden. Fabrikanten definiëren dit materiaal als "vijf keer sterker dan staal" als we twee gelijke delen Kevlar en staal beschouwen. Dit materiaal is een supersterke kunststof. Voor de synthese van dit polymeermateriaal gebruiken we twee vormen van monomeren. De monomeren zijn 1,4-fenyleendiamine en tereftaloylchloride. Deze monomeren ondergaan condensatiereacties. Het levert een bijproduct op: HCl-zuurmoleculen.
Figuur 01: Chemische structuur van Kevlar
Het resulterende polymeer heeft een vloeibaar-kristallijn karakter. Het oplosmiddel dat de fabrikant voor deze productie gebruikte, is een mengsel van N-methylpyrrolidon en calciumchloride. Dit productieproces maakt gebruik van geconcentreerd zwavelzuur om het in water onoplosbare product (Kevlar) in de oplossing te houden totdat de productie eindigt. Daarom is dit materiaal erg duur (omdat we voor deze productie geconcentreerd zwavelzuur gebruiken). Dit materiaal heeft een hoge treksterkte, relatieve dichtheid, vanwege de intermoleculaire waterstofbruggen. De NH-groepen in dit materiaal vormen deze waterstofbruggen. Er zijn veel toepassingen van dit materiaal. Het is bijvoorbeeld nuttig bij het produceren van fietsbanden, racezeilen en kogelvrije vesten.
Wat is koolstofvezel?
Koolstofvezel is een synthetisch vezelmateriaal. Deze vezels hebben een diameter van ongeveer 5-10 micrometer. Dit materiaal bevat voornamelijk koolstofatomen. Dit materiaal bevat organische polymeren die bestaan uit lange slierten moleculen. Deze snaren worden bij elkaar gehouden door koolstofatomen. Fabrikanten produceren deze vezels voornamelijk uit het polyacrylonitril (PAN) proces. In dit productieproces trekken ze de grondstoffen in lange strengen of vezels. Vervolgens combineren ze deze strengen met andere materialen om de gewenste vormen en maten te krijgen. In het PAN-proces zijn er vijf hoofdstappen:
- Spinning – Hier wordt het mengsel van PAN en andere ingrediënten tot vezels gesponnen. Vervolgens worden deze vezels gewassen en uitgerekt.
- Stabiliseren – Hier doen we chemische veranderingen voor de stabilisatie van vezels.
- Carboniseren – Hier verhitten we de gestabiliseerde vezel tot zeer hoge temperaturen. Dit vormt strak gebonden koolstofkristallen.
- Behandeling van het oppervlak – Vervolgens oxideren we het oppervlak van vezels om de eigenschappen te verbeteren.
- Sizing – We gebruiken spinmachines om de vezels in verschillende maten garens te draaien.
De toepassingen van dit materiaal zijn in de ruimtevaart, civiele techniek, militaire en motorsport, enz. Deze vezels zijn echter relatief duur dan andere vezelvormen.
Wat is het verschil tussen Kevlar en koolstofvezel?
Kevlar is een sterke synthetische vezel met de chemische formule [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Het bevat in wezen stikstofatomen in zijn chemische structuur. Bovendien heeft het waterstofbruggen. Koolstofvezel is een synthetisch vezelmateriaal en de vezels hebben een diameter van ongeveer 5-10 micrometer. Het bevat geen stikstof en bevat voornamelijk koolstofatomen in zijn chemische structuur. Deze vezels zijn via koolstofatomen aan elkaar gebonden. Dit is het belangrijkste verschil tussen Kevlar en koolstofvezel.
Samenvatting – Kevlar versus koolstofvezel
Kevlar en koolstofvezel zijn zeer belangrijke synthetische vezels. Het verschil tussen Kevlar en koolstofvezel is dat de Kevlar in wezen stikstofatomen bevat in zijn chemische structuur, terwijl de koolstofvezel geen stikstofatomen bevat en voornamelijk koolstofatomen bevat in zijn chemische structuur.
