Klíčový rozdíl mezi kevlarem a uhlíkovými vlákny je v tom, že kevlar ve své chemické struktuře v podstatě obsahuje atomy dusíku, zatímco uhlíkové vlákno neobsahuje atomy dusíku a ve své chemické struktuře obsahuje hlavně atomy uhlíku.
Kevlar a uhlíková vlákna jsou dvě formy syntetických vláken. Oba tyto materiály mají vysokou pevnost. Proto mají mnoho aplikací v textilním a jiném průmyslu. Dovolte nám prodiskutovat další podrobnosti o těchto materiálech.
Co je Kevlar?
Kevlar je silné syntetické vlákno, které má chemický vzorec [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nJe známá svou tepelnou odolností. Tento materiál je příbuzný několika dalším polymerním sloučeninám, jako jsou Nomex a Technora. V raných dobách jeho výroby lidé používali tento materiál jako náhradu oceli v závodních pneumatikách. Výrobci definují tento materiál jako „pětkrát pevnější než ocel“, když vezmeme v úvahu dvě stejné části kevlaru a oceli. Tento materiál je superpevný plast. Pro syntézu tohoto polymerního materiálu používáme dvě formy monomerů. Monomery jsou 1,4-fenylendiamin a tereftaloylchlorid. Tyto monomery podléhají kondenzačním reakcím. Poskytuje vedlejší produkt: molekuly kyseliny HCl.
Obrázek 01: Chemická struktura kevlaru
Výsledný polymer má kapalně krystalickou povahu. Rozpouštědlem, které výrobce pro tuto výrobu použil, je směs N-methyl-pyrrolidonu a chloridu vápenatého. Tento výrobní proces využívá koncentrovanou kyselinu sírovou k udržení ve vodě nerozpustného produktu (Kevlar) v roztoku až do ukončení výroby. Proto je tento materiál velmi drahý (protože pro tuto výrobu používáme koncentrovanou síru). Tento materiál má vysokou pevnost v tahu, relativní hustotu, díky mezimolekulárním vodíkovým můstkům. NH skupiny v tomto materiálu tvoří tyto vodíkové vazby. Existuje mnoho použití tohoto materiálu. Například je užitečný při výrobě pneumatik pro jízdní kola, závodních plachet a neprůstřelných vest.
Co je uhlíkové vlákno?
Uhlíkové vlákno je syntetický vláknitý materiál, tato vlákna mají průměr asi 5-10 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 především polyakrylonitrilovým (PAN) procesem. V tomto výrobním procesu čerpají suroviny do dlouhých pramenů nebo vláken. Poté tyto prameny kombinují s jinými materiály, aby získali požadované tvary a velikosti. V procesu PAN existuje pět hlavních kroků:
- Spřádání – Zde se směs PAN a dalších přísad spřádá do vláken. Poté se tato vlákna perou a natahují.
- Stabilizace – zde provádíme chemické úpravy pro stabilizaci vlákna.
- Karbonizace – Zde ohříváme stabilizované vlákno na velmi vysoké teploty. To tvoří pevně vázané uhlíkové krystaly.
- Úprava povrchu – Poté povrch vláken zoxidujeme, abychom zlepšili vlastnosti.
- Klížení – Ke zkroucení vláken do různě velkých přízí používáme spřádací stroje.
Aplikace tohoto materiálu jsou v letectví, stavebnictví, armádě a motorsportu atd. Tato vlákna jsou však relativně drahá než jiné formy vláken.
Jaký je rozdíl mezi kevlarem a uhlíkovými vlákny?
Kevlar je silné syntetické vlákno, které má chemický vzorec [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Ve své chemické struktuře v podstatě obsahuje atomy dusíku. Navíc má vodíkové vazby. Uhlíkové vlákno je syntetický vláknitý materiál a vlákna mají průměr asi 5-10 mikrometrů. Neobsahuje dusík a ve své chemické struktuře obsahuje především atomy uhlíku. Tato vlákna jsou k sobě vázána prostřednictvím atomů uhlíku. To je hlavní rozdíl mezi kevlarem a karbonovým vláknem.
Shrnutí – Kevlar vs Carbon Fibre
Kevlar a uhlíková vlákna jsou velmi důležitá syntetická vlákna. Rozdíl mezi Kevlarem a uhlíkovým vláknem je v tom, že Kevlar v podstatě obsahuje atomy dusíku ve své chemické struktuře, zatímco uhlíkové vlákno neobsahuje atomy dusíku a obsahuje hlavně atomy uhlíku ve své chemické struktuře.
