¿Son iguales el Kevlar y la fibra de carbono? ¿Qué diferencia al Kevlar de la fibra de carbono?

¿Qué es la fibra de carbono?

La fibra de carbono es un material fibroso de carbono conocido por su color negro. Ofrece una combinación de propiedades que incluyen alta resistencia, baja densidad, excelente resistencia a la corrosión, tolerancia superior al calor y conductividad eléctrica similar a la del cobre. Este material es famoso por sus excepcionales propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas. Las fibras de carbono se producen mediante la carbonización de varias fibras precursoras, como el poliacrilonitrilo (PAN), la brea, el rayón o las fibras fenólicas. Se pueden clasificar por su forma en filamentos, fibras cortas y fibras cortadas, o por sus propiedades mecánicas en tipos de uso general y de alto rendimiento. Las fibras de carbono de uso general tienen una resistencia a la tracción de aproximadamente 1000 MPa y un módulo de aproximadamente 100 GPa. Las fibras de carbono de alto rendimiento incluyen fibras de alta resistencia (resistencia de 2000 MPa, módulo de 250 GPa) y fibras de alto módulo (módulo de más de 300 GPa). Las fibras con resistencias superiores a 4000 MPa se denominan de resistencia ultraalta, mientras que aquellas con módulos superiores a 450 GPa se denominan de módulo ultraalto.

¿Qué es Kevlar?

Kevlar, una marca de DuPont, es un tipo de material de fibra de aramida conocido por su color amarillo y sus propiedades robustas. El nombre químico de Kevlar es poli-para-fenileno tereftalamida y su fórmula química consta de unidades repetidas de -[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-. Kevlar es conocido por su baja densidad, alta resistencia, excelente tenacidad, resistencia a altas temperaturas y no conductividad, lo que lo hace fácil de procesar y moldear. Su resistencia es cinco veces mayor que la del acero del mismo peso, pero su densidad es sólo una quinta parte de la del acero (la densidad del Kevlar es de 1,44 g/cm³ frente a los 7,859 g/cm³ del acero). Esta combinación única de propiedades ha hecho que Kevlar sea muy valorado, especialmente en aplicaciones militares donde se le conoce como"guardián de la armadura."

Comparación de propiedades mecánicas

• Fibra de carbon: La resistencia a la tracción oscila entre 2 y 7 GPa, con un módulo de tracción entre 200 y 700 GPa. Su densidad varía de 1,5 a 2,0 g/cm³, influenciada en gran medida por la estructura del precursor y la temperatura de carbonización. La grafitización a 3000 ℃ puede aumentar la densidad a 2,0 g/cm³.

• kevlar: La resistencia es de aproximadamente 3,6 GPa, con un módulo de tracción de 131 GPa y un alargamiento de fractura del 2,8%. Puede soportar temperaturas prolongadas de hasta 180 ℃, tiene un coeficiente de expansión térmica axial de -2 × 10 ^ (-6) /K y una conductividad térmica de 0,048 W/(m·K).

  
  

Características clave de la fibra Kevlar:

• Resistencia al calor permanente y retardante de llama, con un índice límite de oxígeno (LOI) superior a 28.

• Propiedades antiestáticas permanentes.

• Resistencia a ácidos, álcalis y disolventes orgánicos.

• Alta resistencia, resistencia a la abrasión y resistencia al desgarro.

• No produce gotas fundidas ni gases tóxicos al quemarse.

• La tela se espesa cuando se expone al fuego, mejorando sus propiedades de sellado sin romperse.

Vale la pena señalar que las fibras de carbono coloreadas, incluidas las variantes rojas o multicolores, generalmente se producen agregando pigmentos de color durante el proceso de fabricación. Esta transformación de fibra de carbono negra a fibra de carbono de color es posible gracias a empresas especializadas en tejidos y preimpregnados de fibra de carbono.

Al comprender estas diferencias, podrá apreciar mejor las ventajas y aplicaciones únicas de cada material.