Différence entre le Kevlar et la fibre de carbone

le différence clé entre le Kevlar et la fibre de carbone est que le Le Kevlar contient essentiellement des atomes d'azote dans sa structure chimique alors que la fibre de carbone ne contient pas d'atomes d'azote et contient principalement des atomes de carbone dans sa structure chimique.

Le kevlar et la fibre de carbone sont deux formes de fibres synthétiques. Ces deux matériaux ont une grande résistance. Par conséquent, ils ont de nombreuses applications dans le textile et d'autres industries. Laissez-nous discuter plus de détails sur ces matériaux.

CONTENU

1. Vue d'ensemble et différence clé
2. Qu'est-ce que le Kevlar?
3. Quelle est la fibre de carbone
4. Comparaison côte à côte - Kevlar vs fibre de carbone sous forme tabulaire
5. Résumé

Qu'est-ce que le Kevlar??

Le Kevlar est une fibre synthétique résistante dont la formule chimique [-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]_n. Il est réputé pour sa résistance à la chaleur. Ce matériau est lié à plusieurs autres composés polymères tels que Nomex et Technora. Au début de sa production, ce matériau était utilisé pour remplacer l’acier dans les pneus de course. Les fabricants définissent ce matériau comme «cinq fois plus résistant que l'acier» lorsque l'on considère deux parties égales de Kevlar et d'acier. Ce matériau est un plastique très résistant. Nous utilisons deux formes de monomères pour la synthèse de ce matériau polymère. Les monomères sont la 1,4-phénylènediamine et le chlorure de téréphtaloyle. Ces monomères subissent des réactions de condensation. Il donne un sous-produit: molécules d'acide HCl.

Figure 01: Structure chimique du Kevlar

Le polymère résultant a une nature cristalline liquide. Le solvant utilisé par le fabricant pour cette production est un mélange de N-méthyl-pyrrolidone et chlorure de calcium. Ce procédé de production utilise de l'acide sulfurique concentré pour maintenir le produit insoluble dans l'eau (Kevlar) dans la solution jusqu'à la fin de la production. Par conséquent, ce matériau est très coûteux (car nous utilisons du sulfure concentré pour cette production). Ce matériau a une forte densité de résistance à la traction, due aux liaisons hydrogène intermoléculaires. Les groupes NH dans ce matériau forment ces liaisons hydrogène. Il existe de nombreuses utilisations de ce matériau. Par exemple, il est utile dans la production de pneus de vélo, de voiles de course et de gilets pare-balles.

Quelle est la fibre de carbone?

La fibre de carbone est un matériau de fibres synthétiques. Ces fibres ont un diamètre d'environ 5 à 10 micromètres. Ce matériau contient principalement des atomes de carbone. Ce matériau contient des polymères organiques constitués de longues chaînes de molécules. Ces chaînes sont maintenues ensemble par des atomes de carbone. Les fabricants produisent principalement ces fibres à partir de polyacrylonitrile (PAN). Dans ce processus de fabrication, ils tirent les matières premières en longs brins ou fibres. Ensuite, ils combinent ces brins avec d'autres matériaux pour obtenir les formes et les tailles souhaitées. Dans le processus PAN, il y a cinq étapes principales:

1. Filature - Ici, le mélange de PAN et d’autres ingrédients est transformé en fibres. Ensuite, ces fibres sont lavées et étirées.
2. Stabilisation - Ici, nous effectuons une altération chimique pour la stabilisation de la fibre.
3. Carbonisation - Ici, nous chauffons la fibre stabilisée à des températures très élevées. Cela forme des cristaux de carbone étroitement liés.
4. Traitement de la surface - Ensuite, nous oxydons la surface des fibres pour améliorer les propriétés..
5. Dimensionnement - Nous utilisons des machines à filer pour tordre les fibres en fils de tailles différentes.

Les applications de ce matériau sont dans l'aérospatiale, le génie civil, le militaire et le sport automobile, etc. Cependant, ces fibres sont relativement coûteuses par rapport à d'autres formes de fibres..

Quelle est la différence entre le Kevlar et la fibre de carbone?

Le Kevlar est une fibre synthétique résistante dont la formule chimique [-CO-C₆H₄-CO-NH-C₆H₄-NH-]_n. Il contient essentiellement des atomes d'azote dans sa structure chimique. De plus, il possède des liaisons hydrogène. La fibre de carbone est un matériau de fibre synthétique et les fibres ont un diamètre d'environ 5 à 10 micromètres. Il ne contient pas d'azote et contient principalement des atomes de carbone dans sa structure chimique. Ces fibres sont liées les unes aux autres par des atomes de carbone. C’est la principale différence entre le Kevlar et la fibre de carbone.

Résumé - Kevlar vs fibre de carbone

Le kevlar et la fibre de carbone sont des fibres synthétiques très importantes. La différence entre le Kevlar et la fibre de carbone réside dans le fait que le Kevlar contient essentiellement des atomes d'azote dans sa structure chimique alors que la fibre de carbone ne contient pas d'atomes d'azote et contient principalement des atomes de carbone dans sa structure chimique..

Référence:

1. «Kevlar». Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3 juillet 2018. Disponible ici  
2. Johnson, Todd. «Comment fabrique-t-on la fibre de carbone?» ThoughtCo, ThoughtCo. Disponible ici  

Courtoisie d'image:

1.'Kevlar-3D-balls'Par Ben Mills et Jynto (domaine public) via Wikimedia Commons