Differkinome

Perbezaan Antara Kevlar dan Serat Karbon

Sains & Alam
Share

The perbezaan utama antara Kevlar dan serat karbon adalah bahawa Kevlar pada asasnya mengandungi atom nitrogen dalam struktur kimianya sedangkan serat karbon tidak mengandungi atom nitrogen dan kebanyakannya mengandungi atom karbon dalam struktur kimianya.

Kevlar dan serat karbon adalah dua bentuk gentian sintetik. Kedua-dua bahan ini mempunyai kekuatan tinggi. Oleh itu, mereka mempunyai banyak aplikasi dalam tekstil dan industri lain. Marilah kita membincangkan lebih banyak maklumat mengenai bahan-bahan ini.

KANDUNGAN

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apa itu Kevlar
3. Apa itu Serat Karbon
4. Side by Side Comparison - Kevlar vs Carbon Fiber in Tabular Form
5. Ringkasan

Apa itu Kevlar?

Kevlar adalah serat sintetik yang kuat yang mempunyai formula kimia [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n. Ia terkenal dengan rintangan habanya. Bahan ini berkaitan dengan beberapa sebatian polimer lain seperti Nomex dan Technora. Pada masa awal pengeluarannya, orang menggunakan bahan ini sebagai pengganti keluli dalam tayar perlumbaan. Pengilang menentukan bahan ini sebagai "lima kali lebih kuat daripada keluli" apabila kita mempertimbangkan dua bahagian yang sama dari Kevlar dan keluli. Bahan ini adalah plastik yang sangat kuat. Kami menggunakan dua bentuk monomer untuk sintesis bahan polimer ini. Monomer adalah 1,4-phenylenediamine dan terephthaloyl chloride. Monomer ini menjalani reaksi pemeluwapan. Ia menghasilkan produk sampingan: molekul asid HCl.

Rajah 01: Struktur kimia Kevlar

Polimer yang dihasilkan mempunyai sifat kristal cair. Pelarut yang pengeluar yang digunakan untuk pengeluaran ini adalah campuran N-metil-pyrrolidone dan kalsium klorida. Proses pengeluaran ini menggunakan asid sulfurik pekat untuk mengekalkan produk tak larut air (Kevlar) dalam larutan sehingga pengeluaran berakhir. Oleh itu, bahan ini sangat mahal (kerana kita menggunakan sulfurik pekat untuk pengeluaran ini). Bahan ini mempunyai kekuatan tegangan tinggi, ketumpatan relatif, kerana ikatan hidrogen intermolecular. Kumpulan NH dalam bahan ini membentuk ikatan hidrogen ini. Terdapat banyak kegunaan bahan ini. Sebagai contoh, ia berguna untuk menghasilkan tayar basikal, lumba-lumba lumba dan jaket kalis peluru.

Apa itu Serat Karbon?

Serat karbon adalah bahan gentian sintetik gentian ini mempunyai kira-kira 5-10 mikrometer diameter. Bahan ini terutamanya mengandungi atom karbon. Bahan ini mengandungi polimer organik yang terdiri daripada molekul panjang. Rentetan ini disatukan oleh atom karbon. Pengilang terutamanya menghasilkan serat ini daripada proses polyacrylonitrile (PAN). Dalam proses pembuatan ini, mereka menarik bahan mentah ke dalam helai panjang atau serat. Kemudian mereka menggabungkan helai ini dengan bahan lain untuk mendapatkan bentuk dan saiz yang dikehendaki. Dalam proses PAN, terdapat lima langkah utama:

  1. Spinning - Di sini, campuran PAN dan bahan-bahan lain diputar ke serat. Kemudian serat ini dibasuh dan diregangkan.
  2. Menstabilkan - Di sini, kita melakukan perubahan kimia untuk penstabilan serat.
  3. Karbonasi - Di sini, kita memanaskan serat yang stabil ke suhu yang sangat tinggi. Ini membentuk kristal karbon terikat erat.
  4. Merawat permukaan - Kemudian kita mengoksidakan permukaan serat untuk memperbaiki sifatnya.
  5. Sizing - Kami menggunakan mesin berputar untuk memutarkan gentian ke dalam benang saiz yang berlainan.

Aplikasi bahan ini berada dalam aeroangkasa, kejuruteraan awam, tentera, dan motorsports, dan sebagainya. Walau bagaimanapun, serat ini agak mahal daripada bentuk serat lain.

Apakah Perbezaan Antara Kevlar dan Serat Karbon?

Kevlar adalah serat sintetik yang kuat yang mempunyai formula kimia [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH-]n. Ia pada dasarnya mengandungi atom nitrogen dalam struktur kimianya. Selain itu, ia mempunyai ikatan hidrogen. Serat karbon adalah bahan serat sintetik dan serat mempunyai kira-kira 5-10 mikrometer diameter. Ia tidak mengandungi nitrogen dan kebanyakannya mengandungi atom karbon dalam struktur kimianya. Serat ini terikat antara satu sama lain melalui atom karbon. Ini adalah perbezaan utama antara serat Kevlar dan Karbon.

Ringkasan - Kevlar vs Carbon Fiber

Kevlar dan serat karbon adalah serat sintetik yang sangat penting. Perbezaan antara Kevlar dan serat karbon adalah bahawa Kevlar pada asasnya mengandungi atom nitrogen dalam struktur kimianya sedangkan serat karbon tidak mengandungi atom nitrogen dan kebanyakannya mengandungi atom karbon dalam struktur kimianya.

Rujukan:

1. "Kevlar." Wikipedia, Yayasan Wikimedia, 3 Julai 2018. Boleh didapati di sini  
2. Johnson, Todd. "Bagaimana Serat Karbon Terbuat?" ThoughtCo, ThoughtCo. Terdapat di sini  

Image Courtesy:

1.'Kevlar-3D-balls'By Ben Mills and Jynto (Public Domain) melalui Wikimedia Commons  

Sains & Alam
×