La differenza fondamentale tra Kevlar e fibra di carbonio è che il Kevlar contiene essenzialmente atomi di azoto nella sua struttura chimica mentre la fibra di carbonio non contiene atomi di azoto e contiene principalmente atomi di carbonio nella sua struttura chimica.
Kevlar e fibra di carbonio sono due forme di fibre sintetiche. Entrambi questi materiali hanno un'elevata resistenza. Pertanto, hanno molte applicazioni nel settore tessile e in altri settori. Discutiamo di maggiori dettagli su questi materiali.
Cos'è il Kevlar?
Kevlar è una fibra sintetica resistente che ha la formula chimica [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nÈ noto per la sua resistenza al calore. Questo materiale è correlato a molti altri composti polimerici come Nomex e Technora. Nei primi tempi della sua produzione, le persone usavano questo materiale come sostituto dell'acciaio negli pneumatici da corsa. I produttori definiscono questo materiale come "cinque volte più resistente dell'acciaio" quando consideriamo due porzioni uguali di Kevlar e acciaio. Questo materiale è una plastica super resistente. Usiamo due forme di monomeri per la sintesi di questo materiale polimerico. I monomeri sono 1, 4-fenilendiammina e tereftaloil cloruro. Questi monomeri subiscono reazioni di condensazione. Produce un sottoprodotto: molecole di acido HCl.
Figura 01: Struttura chimica del Kevlar
Il polimero risultante ha una natura liquido-cristallina. Il solvente utilizzato dal produttore per questa produzione è una miscela di N-metil-pirrolidone e cloruro di calcio. Questo processo produttivo utilizza acido solforico concentrato per mantenere in soluzione il prodotto insolubile in acqua (Kevlar) fino al termine della produzione. Pertanto, questo materiale è molto costoso (perché utilizziamo solforico concentrato per questa produzione). Questo materiale ha un'elevata resistenza alla trazione, densità relativa, a causa dei legami idrogeno intermolecolari. I gruppi NH in questo materiale formano questi legami idrogeno. Ci sono molti usi di questo materiale. Ad esempio, è utile nella produzione di pneumatici per biciclette, vele da regata e giubbotti antiproiettile.
Cos'è la fibra di carbonio?
La fibra di carbonio è un materiale in fibra sintetica, queste fibre hanno un diametro di circa 5-10 micrometri. Questo materiale contiene principalmente atomi di carbonio. Questo materiale contiene polimeri organici costituiti da lunghe stringhe di molecole. Queste corde sono tenute insieme da atomi di carbonio. I produttori producono principalmente queste fibre dal processo di poliacrilonitrile (PAN). In questo processo di produzione, traggono le materie prime in lunghi fili o fibre. Quindi combinano questi fili con altri materiali per ottenere le forme e le dimensioni desiderate. Nel processo PAN, ci sono cinque passaggi principali:
- Spinning – Qui, la miscela di PAN e altri ingredienti viene filata in fibre. Quindi queste fibre vengono lavate e stirate.
- Stabilizzazione – Qui eseguiamo l' alterazione chimica per la stabilizzazione della fibra.
- Carbonizzazione – Qui riscaldiamo la fibra stabilizzata a temperature molto elevate. Questo forma cristalli di carbonio strettamente legati.
- Trattamento della superficie – Quindi ossidiamo la superficie delle fibre per migliorarne le proprietà.
- Sizing – Usiamo filatoi per attorcigliare le fibre in filati di diverse dimensioni.
Le applicazioni di questo materiale sono nel settore aerospaziale, dell'ingegneria civile, militare e degli sport motoristici, ecc. Tuttavia, queste fibre sono relativamente costose rispetto ad altre forme di fibre.
Qual è la differenza tra kevlar e fibra di carbonio?
Kevlar è una fibra sintetica resistente che ha la formula chimica [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Contiene essenzialmente atomi di azoto nella sua struttura chimica. Inoltre, ha legami a idrogeno. La fibra di carbonio è un materiale in fibra sintetica e le fibre hanno un diametro di circa 5-10 micrometri. Non contiene azoto e contiene principalmente atomi di carbonio nella sua struttura chimica. Queste fibre sono legate tra loro tramite atomi di carbonio. Questa è la principale differenza tra Kevlar e fibra di carbonio.
Riepilogo – Kevlar vs fibra di carbonio
Kevlar e fibra di carbonio sono fibre sintetiche molto importanti. La differenza tra Kevlar e fibra di carbonio è che il Kevlar contiene essenzialmente atomi di azoto nella sua struttura chimica mentre la fibra di carbonio non contiene atomi di azoto e contiene principalmente atomi di carbonio nella sua struttura chimica.
