Kevlar-სა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ კევლარი არსებითად შეიცავს აზოტის ატომებს თავის ქიმიურ სტრუქტურაში, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკო არ შეიცავს აზოტის ატომებს და ძირითადად შეიცავს ნახშირბადის ატომებს თავის ქიმიურ სტრუქტურაში.
კევლარი და ნახშირბადის ბოჭკოვანი სინთეზური ბოჭკოების ორი ფორმაა. ორივე ამ მასალას აქვს მაღალი სიმტკიცე. აქედან გამომდინარე, მათ აქვთ მრავალი განაცხადი ტექსტილისა და სხვა ინდუსტრიებში. მოდით განვიხილოთ უფრო დეტალურად ამ მასალების შესახებ.
რა არის კევლარი?
კევლარი არის ძლიერი სინთეზური ბოჭკო, რომელსაც აქვს ქიმიური ფორმულა [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nიგი ცნობილია სითბოს წინააღმდეგობით. ეს მასალა დაკავშირებულია რამდენიმე სხვა პოლიმერულ ნაერთთან, როგორიცაა Nomex და Technora. მისი წარმოების ადრეულ პერიოდში ადამიანები იყენებდნენ ამ მასალას სარბოლო საბურავებში ფოლადის შემცვლელად. მწარმოებლები განსაზღვრავენ ამ მასალას, როგორც "ხუთჯერ უფრო მტკიცე, ვიდრე ფოლადი", როდესაც განვიხილავთ კევლარის და ფოლადის ორ თანაბარ ნაწილს. ეს მასალა არის სუპერ ძლიერი პლასტიკური. ამ პოლიმერული მასალის სინთეზისთვის ჩვენ ვიყენებთ მონომერების ორ ფორმას. მონომერებია 1, 4-ფენილენდიამინი და ტერეფთალოილ ქლორიდი. ეს მონომერები განიცდიან კონდენსაციის რეაქციებს. ის იძლევა ქვეპროდუქტს: HCl მჟავის მოლეკულებს.
სურათი 01: კევლარის ქიმიური სტრუქტურა
მიღებულ პოლიმერს აქვს თხევადკრისტალური ბუნება. გამხსნელი, რომელიც მწარმოებელმა გამოიყენა ამ წარმოებისთვის, არის N-მეთილ-პიროლიდონისა და კალციუმის ქლორიდის ნარევი.ეს წარმოების პროცესი იყენებს კონცენტრირებულ გოგირდის მჟავას წყალში უხსნადი პროდუქტის (კევლარის) შესანარჩუნებლად ხსნარში წარმოების დასრულებამდე. ამიტომ ეს მასალა ძალიან ძვირია (რადგან ამ წარმოებისთვის კონცენტრირებულ გოგირდს ვიყენებთ). ამ მასალას აქვს მაღალი დაჭიმვის სიმტკიცე, შედარებითი სიმკვრივე, წყალბადთაშორისი ბმების გამო. ამ მასალაში NH ჯგუფები ქმნიან წყალბადის ობლიგაციებს. ამ მასალის მრავალი გამოყენება არსებობს. მაგალითად, ის სასარგებლოა ველოსიპედის საბურავების, სარბოლო აფრების და ტყვიაგაუმტარი ჟილეტების წარმოებაში.
რა არის ნახშირბადის ბოჭკოვანი?
ნახშირბადის ბოჭკოვანი არის სინთეზური ბოჭკოვანი მასალა, ამ ბოჭკოებს აქვთ დაახლოებით 5-10 მიკრომეტრი დიამეტრი. ეს მასალა ძირითადად შეიცავს ნახშირბადის ატომებს. ეს მასალა შეიცავს ორგანულ პოლიმერებს, რომლებიც შედგება მოლეკულების გრძელი სიმებისაგან. ეს სტრიქონები ნახშირბადის ატომებს ერთმანეთთან უჭირავს. მწარმოებლები ძირითადად აწარმოებენ ამ ბოჭკოებს პოლიაკრილონიტრილის (PAN) პროცესისგან. ამ წარმოების პროცესში, ისინი იღებენ ნედლეულს გრძელ ძაფებად ან ბოჭკოებად.შემდეგ ისინი აერთიანებენ ამ ძაფებს სხვა მასალებთან, რათა მიიღონ სასურველი ფორმები და ზომები. PAN პროცესში არის ხუთი ძირითადი ნაბიჯი:
- დაწნული - აქ PAN-ის და სხვა ინგრედიენტების ნარევი დაწნულია ბოჭკოებად. შემდეგ ეს ბოჭკოები ირეცხება და გაჭიმავს.
- სტაბილიზება - აქ ვაკეთებთ ქიმიურ ცვლილებას ბოჭკოს სტაბილიზაციისთვის.
- კარბონიზაცია - აქ ვაცხელებთ სტაბილიზებულ ბოჭკოს ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე. ეს ქმნის მჭიდროდ შეკრულ ნახშირბადის კრისტალებს.
- ზედაპირის დამუშავება – შემდეგ ვაჟანგებთ ბოჭკოების ზედაპირს თვისებების გასაუმჯობესებლად.
- გაზომვა - ჩვენ ვიყენებთ დაწნულ მანქანებს ბოჭკოების სხვადასხვა ზომის ძაფებად დასახვევად.
ამ მასალის გამოყენებაა აერონავტიკაში, სამოქალაქო ინჟინერიაში, სამხედრო და მოტოსპორტში და ა.შ. თუმცა, ეს ბოჭკოები შედარებით ძვირია, ვიდრე ბოჭკოვანი სხვა ფორმები.
რა განსხვავებაა კევლაარსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის?
კევლარი არის ძლიერი სინთეზური ბოჭკო, რომელსაც აქვს ქიმიური ფორმულა [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n ის არსებითად შეიცავს აზოტის ატომებს თავის ქიმიურ სტრუქტურაში. გარდა ამისა, მას აქვს წყალბადის ბმები. ნახშირბადის ბოჭკოვანი არის სინთეზური ბოჭკოვანი მასალა და ბოჭკოების დიამეტრი დაახლოებით 5-10 მიკრომეტრია. ის არ შეიცავს აზოტს და ძირითადად შეიცავს ნახშირბადის ატომებს ქიმიურ სტრუქტურაში. ეს ბოჭკოები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ნახშირბადის ატომების მეშვეობით. ეს არის მთავარი განსხვავება კევლაარსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის.
რეზიუმე – კევლარი ნახშირბადის ბოჭკოების წინააღმდეგ
კევლარი და ნახშირბადის ბოჭკოვანი ძალიან მნიშვნელოვანი სინთეზური ბოჭკოებია. კევლაარსა და ნახშირბადის ბოჭკოს შორის განსხვავება ისაა, რომ კევლარი არსებითად შეიცავს აზოტის ატომებს მის ქიმიურ სტრუქტურაში, ხოლო ნახშირბადის ბოჭკო არ შეიცავს აზოტის ატომებს და ძირითადად შეიცავს ნახშირბადის ატომებს მის ქიმიურ სტრუქტურაში.
