A principal diferença entre Kevlar e fibra de carbono é que o Kevlar contém essencialmente átomos de nitrogênio em sua estrutura química, enquanto a fibra de carbono não contém átomos de nitrogênio e contém principalmente átomos de carbono em sua estrutura química.
Kevlar e fibra de carbono são duas formas de fibras sintéticas. Ambos os materiais têm uma alta resistência. Portanto, eles têm muitas aplicações em têxteis e outras indústrias. Vamos discutir mais detalhes sobre esses materiais.
O que é Kevlar?
Kevlar é uma fibra sintética forte que tem a fórmula química [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nÉ bem conhecido por sua resistência ao calor. Este material está relacionado a vários outros compostos poliméricos como Nomex e Technora. Nos primeiros tempos de sua produção, as pessoas usavam esse material como substituto do aço em pneus de corrida. Os fabricantes definem este material como “cinco vezes mais forte que o aço” quando consideramos duas porções iguais de Kevlar e aço. Este material é um plástico super forte. Usamos duas formas de monômeros para a síntese desse material polimérico. Os monómeros são 1,4-fenilenodiamina e cloreto de tereftaloílo. Esses monômeros sofrem reações de condensação. Produz um subproduto: moléculas de ácido HCl.
Figura 01: Estrutura química do Kevlar
O polímero resultante tem uma natureza líquido-cristalina. O solvente que o fabricante utilizou para esta produção é uma mistura de N-metil-pirrolidona e cloreto de cálcio. Este processo de produção utiliza ácido sulfúrico concentrado para manter o produto insolúvel em água (Kevlar) na solução até o final da produção. Portanto, esse material é muito caro (porque usamos sulfúrico concentrado para essa produção). Este material tem uma alta resistência à tração, densidade relativa, devido às ligações de hidrogênio intermoleculares. Os grupos NH neste material formam essas ligações de hidrogênio. Há muitos usos deste material. Por exemplo, é útil na produção de pneus de bicicleta, velas de corrida e coletes à prova de balas.
O que é fibra de carbono?
A fibra de carbono é um material de fibra sintética, essas fibras têm cerca de 5-10 micrômetros de diâmetro. Este material contém principalmente átomos de carbono. Este material contém polímeros orgânicos que consistem em longas cadeias de moléculas. Essas cordas são mantidas juntas por átomos de carbono. Os fabricantes produzem principalmente essas fibras a partir do processo de poliacrilonitrila (PAN). Neste processo de fabricação, eles extraem as matérias-primas em longos fios ou fibras. Em seguida, eles combinam esses fios com outros materiais para obter formas e tamanhos desejados. No processo PAN, existem cinco etapas principais:
- Spinning – Aqui, a mistura de PAN e outros ingredientes são fiados em fibras. Em seguida, essas fibras são lavadas e esticadas.
- Estabilização – Aqui fazemos alteração química para estabilização da fibra.
- Carbonização – Aqui, aquecemos a fibra estabilizada em temperaturas muito altas. Isso forma cristais de carbono fortemente ligados.
- Tratamento da superfície – Em seguida, oxidamos a superfície das fibras para melhorar as propriedades.
- Sizing – Usamos máquinas de fiação para torcer as fibras em fios de diferentes tamanhos.
As aplicações deste material são na indústria aeroespacial, engenharia civil, militar e automobilística, etc. No entanto, essas fibras são relativamente caras do que outras formas de fibra.
Qual é a diferença entre Kevlar e fibra de carbono?
Kevlar é uma fibra sintética forte que tem a fórmula química [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n Contém essencialmente átomos de nitrogênio em sua estrutura química. Além disso, possui ligações de hidrogênio. A fibra de carbono é um material de fibra sintética e as fibras têm cerca de 5-10 micrômetros de diâmetro. Não contém nitrogênio e contém principalmente átomos de carbono em sua estrutura química. Essas fibras estão ligadas umas às outras por meio de átomos de carbono. Esta é a principal diferença entre Kevlar e fibra de carbono.
Resumo – Kevlar vs Fibra de Carbono
Kevlar e fibra de carbono são fibras sintéticas muito importantes. A diferença entre Kevlar e fibra de carbono é que o Kevlar contém essencialmente átomos de nitrogênio em sua estrutura química, enquanto a fibra de carbono não contém átomos de nitrogênio e contém principalmente átomos de carbono em sua estrutura química.
