تفاوت اصلی بین کولار و فیبر کربن این است که کولار اساساً حاوی اتم های نیتروژن در ساختار شیمیایی خود است در حالی که فیبر کربن حاوی اتم های نیتروژن نیست و عمدتاً حاوی اتم های کربن در ساختار شیمیایی خود است.
کولار و فیبر کربن دو شکل از الیاف مصنوعی هستند. هر دو این مواد دارای استحکام بالایی هستند. بنابراین در صنایع نساجی و سایر صنایع کاربرد فراوانی دارند. اجازه دهید جزئیات بیشتری در مورد این مواد مورد بحث قرار دهیم.
کولار چیست؟
کولار یک الیاف مصنوعی قوی است که دارای فرمول شیمیایی [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]nبه دلیل مقاومت در برابر گرما معروف است. این ماده با چندین ترکیب پلیمری دیگر مانند Nomex و Technora مرتبط است. در زمان های اولیه تولید آن، مردم از این ماده به عنوان جایگزینی برای فولاد در تایرهای مسابقه استفاده می کردند. وقتی دو قسمت مساوی کولار و فولاد را در نظر بگیریم، تولیدکنندگان این ماده را «پنج برابر قوی‌تر از فولاد» تعریف می‌کنند. این ماده یک پلاستیک فوق العاده قوی است. برای سنتز این ماده پلیمری از دو شکل مونومر استفاده می کنیم. مونومرها 1، 4- فنیلن دی آمین و ترفتالوئیل کلرید هستند. این مونومرها تحت واکنش های تراکم قرار می گیرند. این یک محصول جانبی تولید می کند: مولکول های اسید HCl.
شکل 01: ساختار شیمیایی کولار
پلیمر حاصل ماهیت کریستالی مایع دارد. حلالی که سازنده برای این تولید استفاده کرده است مخلوطی از N-methyl-pyrrolidone و کلرید کلسیم است.در این فرآیند تولید از اسید سولفوریک غلیظ استفاده می شود تا محصول نامحلول در آب (کولار) را تا پایان تولید در محلول نگه دارد. بنابراین، این ماده بسیار گران است (چون برای این تولید از سولفوریک غلیظ استفاده می کنیم). این ماده به دلیل پیوندهای هیدروژنی بین مولکولی دارای استحکام کششی بالا، چگالی نسبی است. گروه های NH در این ماده این پیوندهای هیدروژنی را تشکیل می دهند. کاربردهای زیادی از این ماده وجود دارد. به عنوان مثال، در تولید لاستیک دوچرخه، بادبان های مسابقه و جلیقه ضد گلوله مفید است.
فیبر کربن چیست؟
فیبر کربن یک ماده الیاف مصنوعی است که قطر این الیاف حدود 5-10 میکرومتر است. این ماده عمدتاً حاوی اتم های کربن است. این ماده حاوی پلیمرهای آلی است که از رشته های طولانی مولکول تشکیل شده است. این رشته ها توسط اتم های کربن به هم متصل می شوند. تولید کنندگان عمدتا این الیاف را از فرآیند پلی اکریلونیتریل (PAN) تولید می کنند. در این فرآیند تولید، مواد خام را به رشته های بلند یا الیاف می کشند.سپس این رشته ها را با مواد دیگر ترکیب می کنند تا شکل و اندازه های دلخواه را به دست آورند. در فرآیند PAN، پنج مرحله اصلی وجود دارد:
- ریسندگی - در اینجا، مخلوط PAN و سایر مواد به صورت الیاف چرخانده می شود. سپس این الیاف شسته و کشیده می شوند.
- تثبیت - در اینجا، ما تغییرات شیمیایی را برای تثبیت فیبر انجام می دهیم.
- کربنیزاسیون - در اینجا، فیبر تثبیت شده را در دمای بسیار بالا گرم می کنیم. این کریستال‌های کربنی را تشکیل می‌دهد که محکم به هم متصل شده‌اند.
- درمان سطح – سپس سطح الیاف را اکسید می کنیم تا خواص آن را بهبود ببخشیم.
- Sizing - ما از ماشین های ریسندگی برای پیچاندن الیاف به نخ های با اندازه های مختلف استفاده می کنیم.
کاربردهای این ماده در هوافضا، مهندسی عمران، نظامی، و ورزش های موتوری و غیره است. با این حال، این الیاف نسبت به سایر اشکال فیبر نسبتاً گران هستند.
تفاوت بین کولار و فیبر کربن چیست؟
Kevlar یک الیاف مصنوعی قوی است که دارای فرمول شیمیایی [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n اساساً حاوی اتم های نیتروژن در ساختار شیمیایی خود است. علاوه بر این، دارای پیوندهای هیدروژنی است. فیبر کربن یک ماده الیاف مصنوعی است و قطر الیاف آن حدود 5-10 میکرومتر است. این ماده حاوی نیتروژن نیست و عمدتاً حاوی اتم های کربن در ساختار شیمیایی خود است. این الیاف از طریق اتم های کربن به یکدیگر متصل می شوند. این تفاوت اصلی بین کولار و فیبر کربن است.
خلاصه - کولار در مقابل فیبر کربن
کولار و فیبر کربن از الیاف مصنوعی بسیار مهم هستند. تفاوت بین کولار و فیبر کربن این است که کولار اساساً حاوی اتم های نیتروژن در ساختار شیمیایی خود است در حالی که فیبر کربن حاوی اتم های نیتروژن نیست و عمدتاً حاوی اتم های کربن در ساختار شیمیایی خود است.
