Kevlar和碳纖維的關鍵區別在於,Kevlar的化學結構基本上包含氮原子,而碳纖維不包含氮原子,其化學結構中主要包含碳原子。
芳綸和碳纖維是合成纖維的兩種形式。這兩種材料都有很高的強度。因此,它們在紡織等行業有著廣泛的應用。讓我們討論一下這些材料的更多細節。
目錄
1. 概述和主要區別
2. 什麼是凱夫拉
3. 什麼是碳纖維
4. 並列比較-Kevlar與碳纖維的表格形式
5. 摘要
什麼是凱夫拉(kevlar)?
Kevlar是一種強力合成纖維,化學式為[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n,以其耐熱性而聞名。這種材料與其他幾種聚合物化合物有關,如Nomex和Technora。在其生產的早期,人們用這種材料來代替賽車輪胎中的鋼。**商將這種材料定義為“比鋼強度五倍”,當我們考慮兩個等量的Kevlar和鋼時。這種材料是一種超強塑料。我們用兩種形式的單體來合成這種聚合物材料。單體為1,4-苯二胺和對苯二甲酰氯。這些單體發生縮合反應。它產生一個副產品:鹽酸分子。
所得聚合物具有液晶性質。**商用於此生產的溶劑是N-甲基吡咯烷酮和氯化鈣的混合物。該生產過程使用濃硫酸將水不溶性產品(Kevlar)保持在溶液中,直到生產結束。因此,這種材料非常昂貴(因為我們使用濃硫酸進行生產)。由於分子間存在氫鍵,這種材料具有較高的抗拉強度和相對密度。這種材料中的NH基團形成這些氫鍵。這種材料有很多用途。例如,它是有用的生產自行車輪胎,賽車帆和防彈背心。
什麼是碳纖維(carbon fibre)?
碳纖維是一種合成纖維材料,這些纖維的直徑約為5-10微米。這種材料主要含有碳原子。這種材料含有由長串分子組成的有機聚合物。這些弦是由碳原子連接在一起的。**商主要用聚丙烯腈(PAN)工藝生產這些纖維。在這個**過程中,他們把原材料拉成長股或長纖維。然後他們把這些線和其他材料結合起來,得到想要的形狀和尺寸。在PAN過程中,主要有五個步驟:
- Spinning – Here, the mixture of PAN and other ingredients are spun into fibres. Then these fibres are washed and stretched.
- Stabilizing – Here, we do chemical alteration for the stabilization of fibre.
- Carbonizing – Here, we heat the stabilized fibre into very high temperatures. This forms tightly bound carbon crystals.
- Treating the surface – Then we oxidize the surface of fibres to improve the properties.
- Sizing – We use spinning machines to twist the fibres into different size yarns.
這種材料在航空航天、土木工程、軍事和汽車運動等領域都有應用,但是這些纖維比其他纖維形式相對昂貴。
凱夫拉(kevlar)和碳纖維(carbon fibre)的區別
Kevlar是一種強力合成纖維,化學式為[-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n,其化學結構中基本上含有氮原子。此外,它還有氫鍵。碳纖維是一種合成纖維材料,纖維直徑約為5-10微米。它不含氮,化學結構中主要含有碳原子。這些纖維通過碳原子相互結合。這就是Kevlar和碳纖維之間的主要區別。
總結 - 凱夫拉(kevlar) vs. 碳纖維(carbon fibre)
芳綸和碳纖維是非常重要的合成纖維。Kevlar與碳纖維的區別在於,Kevlar在其化學結構中基本上包含氮原子,而碳纖維不包含氮原子,其化學結構中主要包含碳原子。
引用
1“Kevlar”,維基百科,維基媒體基金會,2018年7月3日。這裡有2個。約翰遜,託德。“碳纖維是怎麼**的?“ThoughtCo,ThoughtCo。此處提供
2約翰遜,託德。“碳纖維是怎麼**的?“ThoughtCo,ThoughtCo。