Dilihat: 94 Penulis: Editor Situs Waktu Publikasi: 15-08-2024 Asal: Lokasi
Serat kaca, serat karbon, dan serat aramid merupakan bahan penguat yang banyak digunakan saat ini.
fiberglass
Kain Serat Karbon
Aramid(Kevlar®）Kain
Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan suatu bahan sebelum diregangkan. Beberapa bahan yang tidak rapuh berubah bentuk sebelum pecah, namun Serat Kevlar ® (aramid), serat karbon dan Serat E-glass rapuh dan pecah dengan sedikit deformasi. Kekuatan tarik diukur sebagai gaya per satuan luas (Pa atau Pascal).
Tegangan adalah gaya dan regangan adalah defleksi akibat tegangan. Tabel di bawah menunjukkan perbandingan kekuatan tarik tiga serat penguat yang umum digunakan: serat karbon, serat aramid, serat kaca, dan resin epoksi. Perlu dicatat bahwa angka-angka ini hanya untuk perbandingan dan dapat bervariasi sesuai dengan proses pembuatan, komposisi resin epoksi, formulasi aramid, serat prekursor serat karbon, dll., dan dinyatakan dalam MPa.
Ketika membandingkan kepadatan ketiga bahan tersebut, perbedaan signifikan dapat dilihat antara ketiga serat tersebut. Jika dibuat tiga sampel dengan ukuran dan berat yang persis sama, dengan cepat terlihat bahwa serat Kevlar® jauh lebih ringan, serat karbon berada di urutan kedua dan serat E-glass paling berat. Oleh karena itu, untuk komposit dengan berat yang sama, kekuatan yang lebih tinggi dapat diperoleh dengan serat karbon atau Kevlar®. Dengan kata lain, setiap struktur yang terbuat dari serat karbon atau komposit Kevlar® yang memerlukan kekuatan tertentu akan berukuran lebih kecil atau lebih tipis dibandingkan struktur yang terbuat dari serat kaca. Setelah sampel dibuat dan diuji, akan ditemukan bahwa komposit serat kaca memiliki berat hampir dua kali lipat berat Kevlar® atau laminasi serat karbon. Artinya, banyak bobot yang bisa dihemat dengan menggunakan Kevlar® atau serat karbon. Properti ini disebut rasio kekuatan terhadap berat.
Modulus Young adalah ukuran kekakuan suatu bahan elastis dan merupakan cara untuk menggambarkan suatu bahan. Ini didefinisikan sebagai rasio tegangan uniaksial (dalam satu arah) terhadap regangan uniaksial (deformasi dalam arah yang sama). Modulus Young = tegangan/regangan, artinya bahan dengan modulus Young tinggi lebih kaku dibandingkan bahan dengan modulus Young rendah.
Kekakuan serat karbon, Kevlar® dan serat kaca sangat bervariasi. Serat karbon dua kali lebih kaku dari serat aramid dan lima kali lebih kaku dari serat kaca. Kelemahan dari kekakuan serat karbon yang sangat baik adalah cenderung lebih rapuh. Jika gagal, cenderung tidak menunjukkan banyak ketegangan atau deformasi.
Kevlar® dan serat karbon keduanya tahan terhadap suhu tinggi dan tidak memiliki titik leleh. Kedua bahan tersebut telah digunakan dalam pakaian pelindung dan kain tahan api. Serat kaca pada akhirnya akan meleleh, namun juga sangat tahan terhadap suhu tinggi. Tentu saja, serat kaca buram yang digunakan pada bangunan juga dapat meningkatkan ketahanan terhadap api.
Serat karbon dan Kevlar® digunakan untuk membuat selimut atau pakaian pelindung pemadam kebakaran atau las. sarung tangan kevlar sering digunakan dalam industri daging untuk melindungi tangan saat menggunakan pisau. Ketahanan panas matriks (biasanya epoksi) juga penting karena serat jarang digunakan sendiri. Saat terkena panas, resin epoksi melunak dengan cepat.
Serat karbon menghantarkan listrik, namun Kevlar® dan serat kaca tidak. Kevlar® digunakan untuk menarik kabel di menara transmisi. Meskipun tidak menghantarkan listrik, ia menyerap air dan air dapat menghantarkan listrik. Oleh karena itu, lapisan kedap air harus diterapkan pada Kevlar dalam aplikasi tersebut.
Karena serat karbon dapat menghantarkan listrik, korosi kopling galvanik menjadi masalah jika bersentuhan dengan bagian logam lainnya.
Serat aramid akan terdegradasi di bawah sinar matahari dan lingkungan UV yang tinggi. Serat karbon atau kaca tidak terlalu sensitif terhadap radiasi UV. Namun, beberapa matriks yang umum digunakan seperti resin epoksi tertahan di bawah sinar matahari sehingga akan memutih dan kehilangan kekuatannya. Resin poliester dan vinil ester lebih tahan terhadap sinar UV, tetapi lebih lemah dibandingkan resin epoksi.
Jika suatu bagian berulang kali dibengkokkan dan diluruskan, pada akhirnya akan rusak karena kelelahan. Serat karbon agak sensitif terhadap kelelahan dan cenderung rusak parah, sedangkan Kevlar® lebih tahan terhadap kelelahan. Serat kaca ada di antara keduanya.
Kevlar® sangat tahan terhadap abrasi sehingga sulit dipotong. salah satu kegunaan umum Kevlar® adalah sebagai sarung tangan pelindung pada area di mana tangan mungkin tergores kaca atau di mana pisau tajam digunakan. Serat karbon dan kaca kurang tahan.
Serat aramid sensitif terhadap asam kuat, basa, dan zat pengoksidasi tertentu (misalnya natrium hipoklorit), yang dapat menyebabkan degradasi serat. Pemutih klorin biasa (misalnya Clorox®) dan hidrogen peroksida tidak dapat digunakan dengan Kevlar®. Pemutih oksigen (misalnya natrium perborat) dapat digunakan tanpa merusak serat aramid.
Serat karbon sangat stabil dan tidak sensitif terhadap degradasi kimia. Namun, matriks epoksi akan terdegradasi.
Agar serat karbon, Kevlar®, dan kaca dapat bekerja secara optimal, serat tersebut harus ditempatkan di dalam matriks (biasanya resin epoksi). Oleh karena itu, kemampuan resin epoksi untuk berikatan dengan berbagai serat sangatlah penting.
Baik serat karbon maupun serat kaca dapat dengan mudah menempel pada epoksi, namun ikatan serat aramid-epoksi tidak sekuat yang diinginkan, dan berkurangnya daya rekat ini memungkinkan terjadinya penetrasi air. Akibatnya, kemudahan serat aramid dalam menyerap air, ditambah dengan daya rekat yang tidak diinginkan pada epoksi, berarti jika permukaan komposit Kevlar® rusak dan air dapat masuk, maka Kevlar® dapat menyerap air di sepanjang serat dan melemahkan komposit.
Aramid adalah emas muda dalam keadaan aslinya, dapat diwarnai dan kini hadir dalam berbagai corak yang bagus. Fiber glass juga tersedia dalam versi berwarna. Serat karbon selalu berwarna hitam dan dapat dicampur dengan aramid berwarna, namun tidak dapat diwarnai sendiri.
Setelah membandingkan 11 item di atas, kita telah memperoleh pemahaman awal tentang ketiga materi tersebut.
Pilihan material yang spesifik akan bergantung pada penerapan spesifik dan pertimbangan ekonomi untuk mencapai solusi yang memuaskan.
Jika Anda memiliki pertanyaan, silakan hubungi tim JLON, yang dapat memberikan dukungan teknis profesional untuk membantu Anda mengoptimalkan biaya dan menghemat waktu dan tenaga.
