Tofauti kuu kati ya Kevlar na nyuzinyuzi za kaboni ni kwamba Kevlar ina atomi za nitrojeni katika muundo wake wa kemikali ilhali nyuzinyuzi ya kaboni haina atomi za nitrojeni na ina atomi za kaboni katika muundo wake wa kemikali.
Kevlar na nyuzinyuzi kaboni ni aina mbili za nyuzi sintetiki. Nyenzo hizi zote mbili zina nguvu ya juu. Kwa hiyo, wana maombi mengi katika viwanda vya nguo na vingine. Hebu tujadili maelezo zaidi kuhusu nyenzo hizi.
Kevlar ni nini?
Kevlar ni nyuzinyuzi thabiti iliyo na fomula ya kemikali [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nInajulikana sana kwa upinzani wake wa joto. Nyenzo hii inahusiana na misombo mingine kadhaa ya polima kama vile Nomex na Technora. Katika nyakati za awali za uzalishaji wake, watu walitumia nyenzo hii kama nafasi ya chuma katika matairi ya mbio. Watengenezaji hufafanua nyenzo hii kuwa "nguvu mara tano kuliko chuma" tunapozingatia sehemu mbili sawa za Kevlar na chuma. Nyenzo hii ni plastiki yenye nguvu zaidi. Tunatumia aina mbili za monoma kwa usanisi wa nyenzo hii ya polima. Monomeri ni 1, 4-phenylenediamine na kloridi ya terephthaloyl. Monomeri hizi hupitia athari za kufidia. Inatoa bidhaa nyingine: molekuli za asidi ya HCl.
Kielelezo 01: Muundo wa kemikali ya Kevlar
Polima inayotokana ina asili ya kioevu-fuwele. Kimumunyisho ambacho mtengenezaji alitumia kwa uzalishaji huu ni mchanganyiko wa N -methyl-pyrrolidone na kloridi ya kalsiamu. Mchakato huu wa uzalishaji hutumia asidi ya sulfuriki iliyokolea kuweka bidhaa isiyoweza kuyeyuka kwenye maji (Kevlar) kwenye myeyusho hadi uzalishaji utakapomalizika. Kwa hiyo, nyenzo hii ni ghali sana (kwa sababu tunatumia sulfuriki iliyojilimbikizia kwa uzalishaji huu). Nyenzo hii ina nguvu ya juu ya mvutano, wiani wa jamaa, kutokana na vifungo vya hidrojeni vya intermolecular. Vikundi vya NH katika nyenzo hii huunda vifungo hivi vya hidrojeni. Kuna matumizi mengi ya nyenzo hii. Kwa mfano, ni muhimu katika kutengeneza matairi ya baiskeli, matanga ya mbio za magari na fulana za kuzuia risasi.
Carbon Fibre ni nini?
Nyumba za kaboni ni nyuzinyuzi sintetiki nyuzi hizi zina kipenyo cha mikromita 5-10 hivi. Nyenzo hii hasa ina atomi za kaboni. Nyenzo hii ina polima za kikaboni ambazo zina nyuzi ndefu za molekuli. Kamba hizi zimeshikiliwa pamoja na atomi za kaboni. Wazalishaji hasa huzalisha nyuzi hizi kutoka kwa mchakato wa polyacrylonitrile (PAN). Katika mchakato huu wa utengenezaji, huchota malighafi kwenye nyuzi ndefu au nyuzi. Kisha huchanganya nyuzi hizi na vifaa vingine ili kupata maumbo na saizi zinazohitajika. Katika mchakato wa PAN, kuna hatua kuu tano:
- Kusokota – Hapa, mchanganyiko wa PAN na viambato vingine husokotwa kuwa nyuzi. Kisha nyuzi hizi huoshwa na kunyooshwa.
- Kuimarisha – Hapa, tunafanya mabadiliko ya kemikali kwa ajili ya uimarishaji wa nyuzi.
- Carbonizing – Hapa, tunapasha joto nyuzinyuzi zilizotulia hadi viwango vya juu sana vya joto. Hii huunda fuwele za kaboni zilizofungwa vizuri.
- Kutibu uso - Kisha tunaweka oksidi kwenye uso wa nyuzi ili kuboresha sifa.
- Ukubwa - Tunatumia mashine za kusokota kukunja nyuzi kuwa nyuzi za ukubwa tofauti.
Utumizi wa nyenzo hii ni wa anga, uhandisi wa kiraia, kijeshi na michezo ya magari, n.k. Hata hivyo, nyuzi hizi ni ghali kiasi kuliko aina nyingine za nyuzi.
Kuna tofauti gani kati ya Kevlar na Carbon Fibre?
Kevlar ni nyuzinyuzi thabiti iliyo na fomula ya kemikali [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Kimsingi ina atomi za nitrojeni katika muundo wake wa kemikali. Aidha, ina vifungo vya hidrojeni. Nyuzi za kaboni ni nyenzo ya nyuzi sintetiki na nyuzi hizo zina kipenyo cha mikromita 5-10 hivi. Haina nitrojeni na hasa ina atomi za kaboni katika muundo wake wa kemikali. Nyuzi hizi zimefungwa kwa kila mmoja kupitia atomi za kaboni. Hii ndiyo tofauti kuu kati ya Kevlar na Carbon fiber.
Muhtasari – Kevlar vs Carbon Fibre
Kevlar na nyuzinyuzi kaboni ni nyuzi sintetiki muhimu sana. Tofauti kati ya Kevlar na nyuzinyuzi za kaboni ni kwamba Kevlar kimsingi ina atomi za nitrojeni katika muundo wake wa kemikali ilhali nyuzinyuzi ya kaboni haina atomi za nitrojeni na ina atomi za kaboni katika muundo wake wa kemikali.
