الفرق الرئيسي بين الكيفلار وألياف الكربون هو أن الكيفلار يحتوي أساسًا على ذرات نيتروجين في تركيبته الكيميائية بينما لا تحتوي ألياف الكربون على ذرات نيتروجين وتحتوي بشكل أساسي على ذرات كربون في تركيبتها الكيميائية.
الكيفلار وألياف الكربون نوعان من الألياف الاصطناعية. كلتا هاتين المادتين لهما قوة عالية. لذلك ، لديهم العديد من التطبيقات في النسيج والصناعات الأخرى. دعونا نناقش المزيد من التفاصيل حول هذه المواد
ما هو كيفلر؟
Kevlar هي ألياف تركيبية قوية لها الصيغة الكيميائية [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH -]n وهي معروفة بمقاومتها للحرارة. ترتبط هذه المادة بالعديد من مركبات البوليمر الأخرى مثل نومكس وتكنورا. في وقت مبكر من إنتاجها ، استخدم الناس هذه المواد كبديل للصلب في إطارات السباق. يعرّف المصنعون هذه المادة على أنها "أقوى بخمس مرات من الفولاذ" عندما نفكر في جزأين متساويين من الكيفلار والصلب. هذه المادة عبارة عن بلاستيك فائق القوة. نستخدم شكلين من المونومرات لتركيب هذه المادة البوليمرية. المونومرات هي 1 ، 4-فينلين ديامين وكلوريد تريفثالويل. تخضع هذه المونومرات لتفاعلات التكثيف. ينتج عنه منتج ثانوي: جزيئات حمض الهيدروكلوريك
الشكل 01: التركيب الكيميائي للكيفلار
البوليمر الناتج له طبيعة بلورية سائلة. المذيب الذي تستخدمه الشركة المصنعة لهذا الإنتاج هو خليط من N -methyl-pyrrolidone وكلوريد الكالسيوم.تستخدم عملية الإنتاج هذه حمض الكبريتيك المركز للحفاظ على المنتج غير القابل للذوبان في الماء (كيفلر) في المحلول حتى نهاية الإنتاج. لذلك ، هذه المادة باهظة الثمن (لأننا نستخدم الكبريت المركز لهذا الإنتاج). هذه المادة لديها قوة شد عالية ، كثافة نسبية ، بسبب روابط الهيدروجين بين الجزيئات. تشكل مجموعات NH في هذه المادة روابط الهيدروجين هذه. هناك العديد من الاستخدامات لهذه المادة. على سبيل المثال ، يفيد في إنتاج إطارات الدراجات وأشرعة السباق والسترات الواقية من الرصاص.
ما هي ألياف الكربون؟
ألياف الكربون هي مادة من الألياف الاصطناعية يبلغ قطرها حوالي 5-10 ميكرومتر. تحتوي هذه المادة بشكل أساسي على ذرات كربون. تحتوي هذه المادة على بوليمرات عضوية تتكون من سلاسل طويلة من الجزيئات. هذه الخيوط مرتبطة ببعضها البعض بواسطة ذرات الكربون. ينتج المصنعون هذه الألياف بشكل أساسي من عملية البولي أكريلونيتريل (PAN). في عملية التصنيع هذه ، يقومون بسحب المواد الخام إلى خيوط طويلة أو ألياف.ثم يقومون بدمج هذه الخيوط مع مواد أخرى للحصول على الأشكال والأحجام المطلوبة. في عملية PAN ، هناك خمس خطوات رئيسية:
- الغزل - هنا ، يتم غزل خليط PAN والمكونات الأخرى في ألياف. ثم يتم غسل هذه الألياف وشدها.
- استقرار - هنا ، نقوم بإجراء تعديلات كيميائية لتثبيت الألياف.
- الكربنة - هنا ، نقوم بتسخين الألياف المستقرة إلى درجات حرارة عالية جدًا. هذا يشكل بلورات كربونية مرتبطة بإحكام.
- معالجة السطح - ثم نقوم بأكسدة سطح الألياف لتحسين الخواص.
- التحجيم - نستخدم آلات الغزل لتحريف الألياف إلى خيوط مختلفة الأحجام.
تطبيقات هذه المواد في الفضاء ، والهندسة المدنية ، والجيش ، ورياضة السيارات ، وما إلى ذلك ، ومع ذلك ، فإن هذه الألياف غالية الثمن نسبيًا من أشكال الألياف الأخرى.
ما هو الفرق بين الكيفلار وألياف الكربون؟
Kevlar هي ألياف تركيبية قوية لها الصيغة الكيميائية [-CO-C6H4-CO-NH-C6H4-NH -]nيحتوي بشكل أساسي على ذرات النيتروجين في تركيبته الكيميائية. علاوة على ذلك ، لديها روابط هيدروجينية. ألياف الكربون هي مادة من الألياف الاصطناعية ويبلغ قطرها حوالي 5-10 ميكرومتر. لا يحتوي على النيتروجين ويحتوي بشكل أساسي على ذرات الكربون في تركيبته الكيميائية. ترتبط هذه الألياف ببعضها البعض عبر ذرات الكربون. هذا هو الفرق الرئيسي بين الكيفلار وألياف الكربون.
ملخص - كيفلر مقابل ألياف الكربون
الكيفلار وألياف الكربون هي ألياف تركيبية مهمة جدًا. الفرق بين الكيفلار وألياف الكربون هو أن الكيفلار يحتوي أساسًا على ذرات نيتروجين في تركيبته الكيميائية بينما لا تحتوي ألياف الكربون على ذرات نيتروجين وتحتوي أساسًا على ذرات كربون في تركيبتها الكيميائية.
