केवलर और कार्बन फाइबर के बीच मुख्य अंतर यह है कि केवलर में अनिवार्य रूप से इसकी रासायनिक संरचना में नाइट्रोजन परमाणु होते हैं जबकि कार्बन फाइबर में नाइट्रोजन परमाणु नहीं होते हैं और इसकी रासायनिक संरचना में मुख्य रूप से कार्बन परमाणु होते हैं।
केवलर और कार्बन फाइबर सिंथेटिक फाइबर के दो रूप हैं। इन दोनों सामग्रियों में उच्च शक्ति है। इसलिए, कपड़ा और अन्य उद्योगों में उनके कई अनुप्रयोग हैं। आइए इन सामग्रियों के बारे में अधिक जानकारी पर चर्चा करें।
केवलर क्या है?
केवलर एक मजबूत सिंथेटिक फाइबर है जिसका रासायनिक सूत्र है [-CO-C6H4-CO-NH-C 6एच4-एनएच-]nयह अपने गर्मी प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध है। यह सामग्री कई अन्य बहुलक यौगिकों जैसे कि नोमेक्स और टेक्नोरा से संबंधित है। इसके उत्पादन के शुरुआती समय में, लोगों ने इस सामग्री का इस्तेमाल रेसिंग टायरों में स्टील के प्रतिस्थापन के रूप में किया था। जब हम केवलर और स्टील के दो बराबर भागों पर विचार करते हैं तो निर्माता इस सामग्री को "स्टील से पांच गुना मजबूत" के रूप में परिभाषित करते हैं। यह सामग्री एक सुपर-मजबूत प्लास्टिक है। हम इस बहुलक सामग्री के संश्लेषण के लिए मोनोमर्स के दो रूपों का उपयोग करते हैं। मोनोमर्स 1, 4-फेनिलेनेडियम और टेरेफ्थेलॉयल क्लोराइड हैं। ये मोनोमर्स संक्षेपण प्रतिक्रियाओं से गुजरते हैं। यह एक उपोत्पाद देता है: एचसीएल एसिड अणु।
चित्र 01: केवलर की रासायनिक संरचना
परिणामी बहुलक में तरल-क्रिस्टलीय प्रकृति होती है। इस उत्पादन के लिए निर्माता द्वारा उपयोग किया जाने वाला विलायक एन-मिथाइल-पाइरोलिडोन और कैल्शियम क्लोराइड का मिश्रण है।उत्पादन समाप्त होने तक पानी में अघुलनशील उत्पाद (केवलर) को घोल में रखने के लिए यह उत्पादन प्रक्रिया केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग करती है। इसलिए, यह सामग्री बहुत महंगी है (क्योंकि हम इस उत्पादन के लिए केंद्रित सल्फ्यूरिक का उपयोग करते हैं)। इंटरमॉलिक्युलर हाइड्रोजन बॉन्ड के कारण इस सामग्री में उच्च तन्यता ताकत, सापेक्ष घनत्व होता है। इस सामग्री में NH समूह इन हाइड्रोजन बांडों का निर्माण करते हैं। इस सामग्री के कई उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, यह साइकिल टायर, रेसिंग पाल और बुलेटप्रूफ वेस्ट बनाने में उपयोगी है।
कार्बन फाइबर क्या है?
कार्बन फाइबर एक सिंथेटिक फाइबर सामग्री है, इन फाइबर में लगभग 5-10 माइक्रोमीटर व्यास होता है। इस सामग्री में मुख्य रूप से कार्बन परमाणु होते हैं। इस सामग्री में कार्बनिक पॉलिमर होते हैं जिनमें अणुओं के लंबे तार होते हैं। ये तार कार्बन परमाणुओं द्वारा आपस में जुड़े रहते हैं। निर्माता मुख्य रूप से इन तंतुओं का उत्पादन पॉलीएक्रिलोनिट्राइल (पैन) प्रक्रिया से करते हैं। इस निर्माण प्रक्रिया में, वे कच्चे माल को लंबे स्ट्रैंड या रेशों में खींचते हैं।फिर वे वांछित आकार और आकार प्राप्त करने के लिए इन तारों को अन्य सामग्रियों के साथ जोड़ते हैं। पैन प्रक्रिया में पांच मुख्य चरण होते हैं:
- कताई - यहाँ, पैन और अन्य सामग्री के मिश्रण को रेशों में काता जाता है। फिर इन रेशों को धोकर फैलाया जाता है।
- स्थिरीकरण - यहाँ, हम फाइबर के स्थिरीकरण के लिए रासायनिक परिवर्तन करते हैं।
- कार्बोनाइजिंग - यहां, हम स्थिर फाइबर को बहुत अधिक तापमान में गर्म करते हैं। यह कसकर बंधे कार्बन क्रिस्टल बनाता है।
- सतह का इलाज - फिर हम गुणों को बेहतर बनाने के लिए तंतुओं की सतह का ऑक्सीकरण करते हैं।
- साइज़िंग - हम रेशों को अलग-अलग आकार के धागों में मोड़ने के लिए कताई मशीनों का उपयोग करते हैं।
इस सामग्री के अनुप्रयोग एयरोस्पेस, सिविल इंजीनियरिंग, सैन्य और मोटरस्पोर्ट्स आदि में हैं। हालांकि, ये फाइबर अन्य फाइबर रूपों की तुलना में अपेक्षाकृत महंगे हैं।
केवलर और कार्बन फाइबर में क्या अंतर है?
केवलर एक मजबूत सिंथेटिक फाइबर है जिसका रासायनिक सूत्र है [-CO-C6H4-CO-NH-C 6H4-NH-]n इसकी रासायनिक संरचना में अनिवार्य रूप से नाइट्रोजन परमाणु होते हैं। इसके अलावा, इसमें हाइड्रोजन बांड हैं। कार्बन फाइबर एक सिंथेटिक फाइबर सामग्री है और फाइबर में लगभग 5-10 माइक्रोमीटर व्यास होता है। इसमें नाइट्रोजन नहीं होता है और इसकी रासायनिक संरचना में मुख्य रूप से कार्बन परमाणु होते हैं। ये तंतु कार्बन परमाणुओं के माध्यम से एक दूसरे से बंधे होते हैं। केवलर और कार्बन फाइबर के बीच यही मुख्य अंतर है।
सारांश – केवलर बनाम कार्बन फाइबर
केवलर और कार्बन फाइबर बहुत महत्वपूर्ण सिंथेटिक फाइबर हैं। केवलर और कार्बन फाइबर के बीच का अंतर यह है कि केवलर में अनिवार्य रूप से इसकी रासायनिक संरचना में नाइट्रोजन परमाणु होते हैं जबकि कार्बन फाइबर में नाइट्रोजन परमाणु नहीं होते हैं और इसकी रासायनिक संरचना में मुख्य रूप से कार्बन परमाणु होते हैं।
