A legfontosabb különbség a kevlár és a szénszál között az, hogy a kevlár kémiai szerkezete lényegében nitrogénatomokat tartalmaz, míg a szénszál nem tartalmaz nitrogénatomokat, és kémiai szerkezete főleg szénatomokat tartalmaz.
A kevlár és a szénszál a szintetikus szálak két formája. Mindkét anyag nagy szilárdságú. Ezért számos alkalmazási területük van a textiliparban és más iparágakban. Beszéljünk további részletekről ezekről az anyagokról.
Mi az a kevlár?
A kevlár egy erős szintetikus szál, amelynek kémiai képlete [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nHőállóságáról ismert. Ez az anyag számos más polimer vegyülettel rokon, mint például a Nomex és a Technora. Gyártásának kezdetén az emberek ezt az anyagot a versenyabroncsok acéljának helyettesítésére használták. A gyártók ezt az anyagot „ötször erősebbnek, mint az acél” határozzák meg, ha két egyenlő adag kevlárt és acélt vesszük figyelembe. Ez az anyag rendkívül erős műanyag. Ennek a polimer anyagnak a szintéziséhez a monomerek két formáját használjuk. A monomerek az 1,4-fenilén-diamin és a tereftaloil-klorid. Ezek a monomerek kondenzációs reakciókon mennek keresztül. Mellékterméket eredményez: HCl-savmolekulákat.
01. ábra: A kevlár kémiai szerkezete
A kapott polimer folyadékkristályos. A gyártó által a gyártáshoz használt oldószer N-metil-pirrolidon és kalcium-klorid keveréke. Ez a gyártási folyamat tömény kénsavat használ, hogy a vízben oldhatatlan terméket (Kevlar) az oldatban tartsa a gyártás befejezéséig. Ezért ez az anyag nagyon drága (mivel tömény kénsavat használunk ehhez a gyártáshoz). Ennek az anyagnak nagy szakítószilárdsága, relatív sűrűsége van az intermolekuláris hidrogénkötéseknek köszönhetően. Ebben az anyagban az NH-csoportok alkotják ezeket a hidrogénkötéseket. Ennek az anyagnak számos felhasználási módja van. Hasznos például kerékpárgumik, versenyvitorlák és golyóálló mellények gyártásában.
Mi az a szénszál?
A szénszál egy szintetikus szálas anyag, ezeknek a szálak körülbelül 5-10 mikrométer átmérőjűek. Ez az anyag főleg szénatomokat tartalmaz. Ez az anyag szerves polimereket tartalmaz, amelyek hosszú molekulasorokból állnak. Ezeket a húrokat szénatomok tartják össze. A gyártók ezeket a szálakat főként poliakrilnitril (PAN) eljárással állítják elő. Ebben a gyártási folyamatban a nyersanyagokat hosszú szálakba vagy szálakba vonják. Ezután ezeket a szálakat más anyagokkal kombinálják a kívánt formák és méretek eléréséhez. A PAN folyamatnak öt fő lépése van:
- Fonás – Itt a PAN és más összetevők keveréke szálakká fonódik. Ezután ezeket a szálakat megmossuk és kinyújtjuk.
- Stabilizálás – Itt kémiai változtatásokat végzünk a rostok stabilizálása érdekében.
- Karbonizálás – Itt a stabilizált szálat nagyon magas hőmérsékletre hevítjük. Ez szorosan kötött szénkristályokat képez.
- Felület kezelése – Ezután oxidáljuk a szálak felületét a tulajdonságok javítása érdekében.
- Méretezés – Fonógépeket használunk a szálak különböző méretű fonalakra sodrására.
Ezt az anyagot a repülőgépiparban, a mélyépítésben, a katonai és a motorsportban stb. alkalmazzák. Ezek a szálak azonban viszonylag drágák, mint más szálformák.
Mi a különbség a kevlár és a szénszál között?
A kevlár egy erős szintetikus szál, amelynek kémiai képlete [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Kémiai szerkezetében lényegében nitrogénatomokat tartalmaz. Ráadásul hidrogénkötésekkel rendelkezik. A szénszál szintetikus szálas anyag, a szálak átmérője körülbelül 5-10 mikrométer. Nem tartalmaz nitrogént, és kémiai szerkezetében főleg szénatomokat tartalmaz. Ezek a szálak szénatomokon keresztül kötődnek egymáshoz. Ez a fő különbség a kevlár és a szénszál között.
Összefoglaló – Kevlár vs szénszál
A kevlár és a szénszál nagyon fontos szintetikus szálak. A különbség a kevlár és a szénszál között az, hogy a kevlár kémiai szerkezetében alapvetően nitrogénatomokat tartalmaz, míg a szénszál nem tartalmaz nitrogénatomokat, és kémiai szerkezetében főleg szénatomokat tartalmaz.
