Sự khác biệt giữa sợi Kevlar và sợi carbon
Share
Các sự khác biệt chính giữa sợi Kevlar và sợi carbon là Kevlar về cơ bản chứa các nguyên tử nitơ trong cấu trúc hóa học của nó trong khi sợi carbon không chứa các nguyên tử nitơ và chủ yếu chứa các nguyên tử carbon trong cấu trúc hóa học của nó.
Kevlar và sợi carbon là hai dạng sợi tổng hợp. Cả hai vật liệu này có độ bền cao. Do đó, họ có nhiều ứng dụng trong dệt may và các ngành công nghiệp khác. Hãy để chúng tôi thảo luận chi tiết hơn về các tài liệu này.
NỘI DUNG
1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Kevlar là gì
3. Sợi carbon là gì
4. So sánh cạnh nhau - Kevlar vs Carbon Fiber ở dạng bảng
5. Tóm tắt
Kevlar là gì?
Kevlar là một loại sợi tổng hợp mạnh có công thức hóa học [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n. Nó nổi tiếng với khả năng chịu nhiệt. Vật liệu này có liên quan đến một số hợp chất polymer khác như Nomex và Technora. Trong thời gian đầu sản xuất, người ta đã sử dụng vật liệu này để thay thế thép trong lốp xe đua. Các nhà sản xuất định nghĩa vật liệu này mạnh hơn năm lần so với thép thép khi chúng tôi xem xét hai phần bằng nhau của Kevlar và thép. Vật liệu này là một loại nhựa siêu mạnh. Chúng tôi sử dụng hai dạng đơn phân để tổng hợp vật liệu polymer này. Các monome là 1,4-phenylenediamine và terephthaloyl clorua. Các monome trải qua các phản ứng ngưng tụ. Nó mang lại một sản phẩm phụ: phân tử axit HCl.
Hình 01: Cấu trúc hóa học của Kevlar
Các polymer kết quả có bản chất tinh thể lỏng. Dung môi mà nhà sản xuất sử dụng cho sản xuất này là hỗn hợp N-methyl-pyrrolidone và canxi clorua. Quy trình sản xuất này sử dụng axit sunfuric đậm đặc để giữ cho sản phẩm không tan trong nước (Kevlar) trong dung dịch cho đến khi sản xuất kết thúc. Do đó, vật liệu này rất đắt tiền (vì chúng tôi sử dụng lưu huỳnh đậm đặc cho sản xuất này). Vật liệu này có độ bền kéo cao, mật độ tương đối, do các liên kết hydro liên phân tử. Các nhóm NH trong vật liệu này tạo thành các liên kết hydro. Có rất nhiều công dụng của vật liệu này. Ví dụ, nó rất hữu ích trong việc sản xuất lốp xe đạp, đua thuyền và áo chống đạn.
Sợi carbon là gì?
Sợi carbon là một vật liệu sợi tổng hợp những sợi này có đường kính khoảng 5-10 micromet. Vật liệu này chủ yếu chứa các nguyên tử carbon. Vật liệu này chứa các polyme hữu cơ bao gồm các chuỗi phân tử dài. Các chuỗi này được tổ chức với nhau bởi các nguyên tử carbon. Các nhà sản xuất chủ yếu sản xuất các sợi này từ quá trình polyacrylonitrile (PAN). Trong quy trình sản xuất này, họ vẽ các nguyên liệu thô thành sợi dài hoặc sợi. Sau đó, họ kết hợp các sợi này với các vật liệu khác để có được hình dạng và kích thước mong muốn. Trong quy trình PAN, có năm bước chính:
- Kéo sợi - Ở đây, hỗn hợp PAN và các thành phần khác được kéo thành sợi. Sau đó, các sợi được rửa và kéo dài.
- Ổn định - Ở đây, chúng tôi thực hiện thay đổi hóa học để ổn định sợi.
- Carbonizing - Ở đây, chúng tôi nung sợi ổn định thành nhiệt độ rất cao. Điều này hình thành các tinh thể carbon liên kết chặt chẽ.
- Xử lý bề mặt - Sau đó, chúng tôi oxy hóa bề mặt của sợi để cải thiện các tính chất.
- Định cỡ - Chúng tôi sử dụng máy kéo sợi để xoắn sợi thành các sợi có kích thước khác nhau.
Các ứng dụng của vật liệu này là trong hàng không vũ trụ, kỹ thuật dân dụng, quân sự và xe thể thao, v.v. Tuy nhiên, các loại sợi này tương đối đắt hơn các dạng sợi khác.
Sự khác biệt giữa sợi Kevlar và sợi carbon?
Kevlar là một loại sợi tổng hợp mạnh có công thức hóa học [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n. Nó chủ yếu chứa các nguyên tử nitơ trong cấu trúc hóa học của nó. Hơn nữa, nó có liên kết hydro. Sợi carbon là một vật liệu sợi tổng hợp và các sợi có đường kính khoảng 5-10 micromet. Nó không chứa nitơ và chủ yếu chứa các nguyên tử carbon trong cấu trúc hóa học của nó. Các sợi này liên kết với nhau thông qua các nguyên tử carbon. Đây là sự khác biệt chính giữa sợi Kevlar và sợi Carbon.
Tóm tắt - Kevlar vs Carbon Fiber
Kevlar và sợi carbon là những sợi tổng hợp rất quan trọng. Sự khác biệt giữa sợi Kevlar và sợi carbon là về cơ bản Kevlar chứa các nguyên tử nitơ trong cấu trúc hóa học của nó trong khi sợi carbon không chứa các nguyên tử nitơ và chủ yếu chứa các nguyên tử carbon trong cấu trúc hóa học của nó.
Tài liệu tham khảo:
1. Kevlar. Wikipedia, Wikimedia Foundation, ngày 3 tháng 7 năm 2018. Có sẵn tại đây
2. Johnson, Todd. Sợi carbon được sản xuất như thế nào? Th thinkCo, Th thinkCo. Có sẵn ở đây
Hình ảnh lịch sự:
1.'Kevlar-3D-ball'By Ben Mills và Jynto (Tên miền công cộng) qua Commons Wikimedia
