Apakah Kevlar dan serat karbon itu sama? Apa yang membedakan Kevlar dari serat karbon?

Apa itu Serat Karbon?

Serat karbon merupakan bahan karbon berserat yang dikenal dengan warna hitamnya. Ia memiliki kombinasi sifat termasuk kekuatan tinggi, kepadatan rendah, ketahanan korosi yang sangat baik, toleransi panas yang unggul, dan konduktivitas listrik yang mirip dengan tembaga. Bahan ini terkenal karena sifat listrik, termal, dan mekaniknya yang luar biasa. Serat karbon diproduksi melalui karbonisasi berbagai serat prekursor seperti serat poliakrilonitril (PAN), pitch, rayon, atau serat fenolik. Mereka dapat dikategorikan berdasarkan bentuknya menjadi filamen, serat pendek, dan serat cincang, atau berdasarkan sifat mekaniknya menjadi tipe serba guna dan berkinerja tinggi. Serat karbon serba guna memiliki kekuatan tarik sekitar 1000 MPa dan modulus sekitar 100 GPa. Serat karbon berkinerja tinggi mencakup serat berkekuatan tinggi (kekuatan 2000 MPa, modulus 250 GPa) dan serat modulus tinggi (modulus lebih dari 300 GPa). Serat dengan kekuatan melebihi 4000 MPa disebut kekuatan ultra tinggi, sedangkan serat dengan modulus di atas 450 GPa disebut modulus ultra tinggi.

Apa itu Kevlar?

Kevlar, nama merek DuPont, adalah jenis bahan serat aramid yang terkenal dengan warna kuning dan sifatnya yang kuat. Nama kimia Kevlar adalah poli-para-fenilena tereftalamida, dan rumus kimianya terdiri dari satuan berulang -[-CO-C6H4-CONH-C6H4-NH-]-. Kevlar terkenal dengan kepadatannya yang rendah, kekuatan tinggi, ketangguhan yang sangat baik, ketahanan suhu tinggi, dan non-konduktivitas, sehingga mudah untuk diproses dan dibentuk. Kekuatannya lima kali lipat dari baja dengan berat yang sama, namun kepadatannya hanya seperlima baja (kerapatan Kevlar adalah 1,44 g/cm³ dibandingkan dengan baja 7,859 g/cm³). Kombinasi sifat-sifat unik ini membuat Kevlar sangat dihargai, terutama dalam aplikasi militer"penjaga baju besi."

Perbandingan Sifat Mekanik

• Fiber Karbon: Kekuatan tarik berkisar antara 2 hingga 7 GPa, dengan modulus tarik antara 200 dan 700 GPa. Kepadatannya bervariasi dari 1,5 hingga 2,0 g/cm³, sebagian besar dipengaruhi oleh struktur prekursor dan suhu karbonisasi. Grafitisasi pada 3000℃ dapat meningkatkan densitas hingga 2,0 g/cm³.

• Kevlar: Kekuatannya kira-kira 3,6 GPa, dengan modulus tarik 131 GPa dan perpanjangan patahan 2,8%. Ia dapat menahan suhu jangka panjang hingga 180℃, memiliki koefisien muai panas aksial -2 × 10^(-6) /K, dan konduktivitas termal 0,048 W/(m·K).

  
  

Karakteristik Utama Serat Kevlar:

• Tahan panas permanen dan tahan api, dengan indeks oksigen pembatas (LOI) lebih besar dari 28.

• Sifat anti-statis permanen.

• Ketahanan terhadap asam, basa, dan pelarut organik.

• Kekuatan tinggi, ketahanan abrasi, dan ketahanan sobek.

• Tidak menghasilkan tetesan cair atau gas beracun saat dibakar.

• Kain mengental saat terkena api, meningkatkan sifat penyegelannya tanpa pecah.

Perlu dicatat bahwa serat karbon berwarna, termasuk varian merah atau beraneka warna, biasanya diproduksi dengan menambahkan pigmen warna selama proses pembuatannya. Transformasi dari serat karbon hitam menjadi berwarna dapat dicapai oleh perusahaan yang mengkhususkan diri pada kain serat karbon dan prepreg.

Dengan memahami perbedaan-perbedaan ini, Anda dapat lebih mengapresiasi keunggulan unik dan penerapan masing-masing bahan.