La diferencia clave entre el Kevlar y la fibra de carbono es que el Kevlar contiene esencialmente átomos de nitrógeno en su estructura química, mientras que la fibra de carbono no contiene átomos de nitrógeno y contiene principalmente átomos de carbono en su estructura química.
Kevlar y fibra de carbono son dos formas de fibras sintéticas. Ambos materiales tienen una alta resistencia. Por lo tanto, tienen muchas aplicaciones en la industria textil y otras. Analicemos más detalles sobre estos materiales.
¿Qué es el Kevlar?
Kevlar es una fibra sintética fuerte que tiene la fórmula química [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nEs bien conocido por su resistencia al calor. Este material está relacionado con varios otros compuestos poliméricos como Nomex y Technora. En los primeros tiempos de su producción, la gente usaba este material como reemplazo del acero en los neumáticos de carrera. Los fabricantes definen este material como “cinco veces más fuerte que el acero” cuando consideramos dos partes iguales de Kevlar y acero. Este material es un plástico súper resistente. Utilizamos dos formas de monómeros para la síntesis de este material polimérico. Los monómeros son 1,4-fenilendiamina y cloruro de tereftaloílo. Estos monómeros sufren reacciones de condensación. Produce un subproducto: moléculas de ácido HCl.
Figura 01: Estructura química del Kevlar
El polímero resultante tiene una naturaleza líquida-cristalina. El solvente que el fabricante utilizó para esta producción es una mezcla de N -metil-pirrolidona y cloruro de calcio. Este proceso de producción utiliza ácido sulfúrico concentrado para mantener el producto insoluble en agua (Kevlar) en la solución hasta que finaliza la producción. Por lo tanto, este material es muy caro (porque usamos sulfúrico concentrado para esta producción). Este material tiene una alta resistencia a la tracción, densidad relativa, debido a los enlaces de hidrógeno intermoleculares. Los grupos NH en este material forman estos enlaces de hidrógeno. Hay muchos usos de este material. Por ejemplo, es útil en la producción de neumáticos para bicicletas, velas de carreras y chalecos antibalas.
¿Qué es la fibra de carbono?
La fibra de carbono es un material de fibra sintética que tiene entre 5 y 10 micrómetros de diámetro. Este material contiene principalmente átomos de carbono. Este material contiene polímeros orgánicos que consisten en largas cadenas de moléculas. Estas cadenas se mantienen unidas por átomos de carbono. Los fabricantes producen principalmente estas fibras a partir del proceso de poliacrilonitrilo (PAN). En este proceso de fabricación, dibujan las materias primas en largas hebras o fibras. Luego combinan estos hilos con otros materiales para obtener las formas y tamaños deseados. En el proceso PAN, hay cinco pasos principales:
- Spinning: aquí, la mezcla de PAN y otros ingredientes se hilan en fibras. Luego estas fibras se lavan y estiran.
- Estabilización: aquí hacemos alteraciones químicas para estabilizar la fibra.
- Carbonización: aquí, calentamos la fibra estabilizada a temperaturas muy altas. Esto forma cristales de carbono estrechamente unidos.
- Tratamiento de la superficie: luego oxidamos la superficie de las fibras para mejorar las propiedades.
- Tamaño: utilizamos máquinas giratorias para torcer las fibras en hilos de diferentes tamaños.
Las aplicaciones de este material se encuentran en la industria aeroespacial, ingeniería civil, militar y deportes de motor, etc. Sin embargo, estas fibras son relativamente caras que otras formas de fibra.
¿Cuál es la diferencia entre Kevlar y fibra de carbono?
Kevlar es una fibra sintética fuerte que tiene la fórmula química [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Contiene esencialmente átomos de nitrógeno en su estructura química. Además, tiene enlaces de hidrógeno. La fibra de carbono es un material de fibra sintética y las fibras tienen un diámetro de aproximadamente 5-10 micrómetros. No contiene nitrógeno y contiene principalmente átomos de carbono en su estructura química. Estas fibras están unidas entre sí a través de átomos de carbono. Esta es la principal diferencia entre el Kevlar y la fibra de carbono.
Resumen: Kevlar frente a fibra de carbono
Kevlar y fibra de carbono son fibras sintéticas muy importantes. La diferencia entre el Kevlar y la fibra de carbono es que el Kevlar contiene esencialmente átomos de nitrógeno en su estructura química, mientras que la fibra de carbono no contiene átomos de nitrógeno y contiene principalmente átomos de carbono en su estructura química.
