Kevlar ve karbon fiber arasındaki temel fark, Kevlar'ın kimyasal yapısında esasen nitrojen atomları içerirken, karbon fiberin nitrojen atomları içermemesi ve kimyasal yapısında esas olarak karbon atomları içermesidir.
Kevlar ve karbon fiber, sentetik fiberlerin iki şeklidir. Bu malzemelerin her ikisi de yüksek mukavemete sahiptir. Bu nedenle tekstil ve diğer endüstrilerde birçok uygulamaya sahiptirler. Bu materyaller hakkında daha fazla ayrıntı tartışalım.
Kevlar nedir?
Kevlar, [-CO-C6H4-CO-NH-C kimyasal formülüne sahip güçlü bir sentetik elyaftır. 6H4-NH-]nIsı direnci ile ünlüdür. Bu malzeme, Nomex ve Technora gibi diğer birçok polimer bileşiği ile ilgilidir. Üretiminin ilk zamanlarında insanlar bu malzemeyi yarış lastiklerinde çeliğin yerine kullandılar. Kevlar ve çeliğin iki eşit parçasını düşündüğümüzde, üreticiler bu malzemeyi "çelikten beş kat daha güçlü" olarak tanımlarlar. Bu malzeme süper güçlü bir plastiktir. Bu polimer malzemenin sentezi için iki çeşit monomer kullanıyoruz. Monomerler 1, 4-fenilendiamin ve tereftaloil klorürdür. Bu monomerler yoğuşma reaksiyonlarına girer. Bir yan ürün verir: HCl asit molekülleri.
Şekil 01: Kevlar'ın kimyasal yapısı
Ortaya çıkan polimer, sıvı kristal bir yapıya sahiptir. Üreticinin bu üretim için kullandığı çözücü, bir N-metil-pirolidon ve kalsiyum klorür karışımıdır. Bu üretim süreci, suda çözünmeyen ürünü (Kevlar) üretim bitene kadar çözeltide tutmak için konsantre sülfürik asit kullanır. Bu nedenle, bu malzeme çok pahalıdır (çünkü bu üretim için konsantre sülfürik kullanıyoruz). Bu malzeme, moleküller arası hidrojen bağları nedeniyle yüksek bir gerilme mukavemetine ve nispi yoğunluğa sahiptir. Bu malzemedeki NH grupları bu hidrojen bağlarını oluşturur. Bu malzemenin birçok kullanım alanı vardır. Örneğin bisiklet lastiği, yarış yelkenleri ve kurşun geçirmez yelek üretiminde faydalıdır.
Karbon Fiber Nedir?
Karbon fiber sentetik bir fiber malzemedir, bu fiberlerin çapı yaklaşık 5-10 mikrometredir. Bu malzeme esas olarak karbon atomları içerir. Bu malzeme, uzun molekül dizilerinden oluşan organik polimerler içerir. Bu sicimler karbon atomları tarafından bir arada tutulur. Üreticiler çoğunlukla bu lifleri poliakrilonitril (PAN) işleminden üretirler. Bu üretim sürecinde hammaddeleri uzun şeritler veya lifler halinde çekerler. Daha sonra bu ipleri diğer malzemelerle birleştirerek istenilen şekil ve ebatları elde ederler. PAN sürecinde beş ana adım vardır:
- İplik – Burada, PAN ve diğer bileşenlerin karışımı lifler halinde eğrilir. Daha sonra bu lifler yıkanır ve gerilir.
- Stabilize – Burada, elyafın stabilizasyonu için kimyasal değişiklik yapıyoruz.
- Karbonizasyon – Burada stabilize elyafı çok yüksek sıcaklıklara ısıtıyoruz. Bu, sıkıca bağlı karbon kristalleri oluşturur.
- Yüzeyin işlenmesi – Ardından özellikleri iyileştirmek için liflerin yüzeyini oksitleriz.
- Ebatlama – Lifleri farklı ebatlarda iplikler halinde bükmek için eğirme makineleri kullanıyoruz.
Bu malzemenin uygulamaları havacılık, inşaat mühendisliği, askeriye ve motor sporları vb. alanlardadır. Ancak bu lifler diğer lif formlarına göre nispeten pahalıdır.
Kevlar ve Karbon Fiber Arasındaki Fark Nedir?
Kevlar, kimyasal formülü [-CO-C6H4-CO-NH-C olan güçlü bir sentetik elyaftır. 6H4-NH-]n Kimyasal yapısında esasen azot atomları içerir. Ayrıca hidrojen bağları vardır. Karbon fiber sentetik bir fiber malzemedir ve fiberler yaklaşık 5-10 mikrometre çapa sahiptir. Azot içermez ve kimyasal yapısında ağırlıklı olarak karbon atomları içerir. Bu lifler birbirine karbon atomları ile bağlıdır. Kevlar ve Karbon fiber arasındaki temel fark budur.
Özet – Kevlar ve Karbon Fiber
Kevlar ve karbon fiber çok önemli sentetik elyaflardır. Kevlar ve karbon fiber arasındaki fark, Kevlar'ın kimyasal yapısında esas olarak azot atomları içermesi, karbon fiberin ise azot atomları içermemesi ve kimyasal yapısında esas olarak karbon atomları içermesidir.
