Кевлар, көміртекті талшық және шыны талшықтардың артықшылықтары мен кемшіліктері

Арматуралық талшықты материалдармен таныстыру.

Шыны талшық, көміртекті талшық және арамид талшықтары қазіргі кезде кеңінен қолданылатын арматуралық материалдар болып табылады.

Арматуралық талшық материалының қасиеттері ПК

1 Созылу күші

Созылу күші - материалдың созылу алдында төтеп бере алатын максималды кернеуі. Кейбір сынғыш емес материалдар сынғанға дейін деформацияланады, бірақ Кевлар ® (арамид) талшықтары, көміртекті талшықтар және Электрондық шыны талшықтары нәзік және аз деформациямен үзіледі. Созылу күші аудан бірлігіне келетін күш ретінде өлшенеді (Па немесе Паскаль).

Стресс - бұл күш, ал деформация - стресстен болатын ауытқу. Төмендегі кестеде үш жиі қолданылатын арматуралық талшықтардың: көміртекті талшық, арамид талшығы, шыны талшық және эпоксидті шайырдың созылу беріктігін салыстыру көрсетілген. Айта кету керек, бұл сандар тек салыстыруға арналған және олар өндіріс процесіне, эпоксидті шайырдың құрамына, арамидтің формуласына, көміртекті талшықтың прекурсорлық талшығына және т.б. байланысты өзгеруі мүмкін және МПа-да көрсетілген.

 

2. Тығыздық және күштің салмаққа қатынасы

Үш материалдың тығыздығын салыстыру кезінде үш талшық арасында айтарлықтай айырмашылықтарды көруге болады. Мөлшері мен салмағы бірдей үш үлгі жасалса, Kevlar® талшықтары әлдеқайда жеңіл, көміртекті талшықтар екінші орында, ал E-әйнек талшықтары ең ауыр екені тез көрінеді. Сондықтан композиттің бірдей салмағы үшін көміртекті талшықпен немесе Кевлар® көмегімен жоғары беріктікті алуға болады. Басқаша айтқанда, көміртекті талшықтан немесе Кевлар® композиттерінен жасалған, берілген беріктікті қажет ететін кез келген құрылым шыны талшықтан жасалғанға қарағанда кішірек немесе жұқа. Үлгілерді жасап, сынақтан өткізгеннен кейін шыны талшықты композиттердің салмағы Кевлар® немесе көміртекті талшықты ламинаттардан екі есе дерлік артық екені анықталады. Бұл Kevlar® немесе көміртекті талшықты пайдалану арқылы көп салмақты үнемдеуге болатындығын білдіреді. Бұл қасиет күш-салмақ қатынасы деп аталады.

 

3. Янг модулі Янг модулі

Янг модулі серпімді материалдың қаттылығының өлшемі және материалды сипаттау тәсілі болып табылады. Ол бір осьті (бір бағытта) кернеудің бір осьті деформацияға (бір бағыттағы деформация) қатынасы ретінде анықталады. Янг модулі = кернеу/деформация, яғни Янг модулі жоғары материалдар Янг модулі төмен материалдарға қарағанда қаттырақ.

Көміртекті талшық, Кевлар® және шыны талшықтардың қаттылығы айтарлықтай өзгереді. Көміртекті талшық арамид талшығынан екі есе қатты және шыны талшықтан бес есе қатты. Көміртекті талшықтың керемет қаттылығының кемшілігі оның сынғыш болуы. Ол сәтсіздікке ұшыраған кезде, ол көп деформацияны немесе деформацияны көрсетпейді.

 

4. Тұтанғыштық және термиялық түсініктеме

Кевлар® да, көміртекті талшық та жоғары температураға төзімді және ешқайсысының балқу температурасы жоқ. Екі материал да қорғаныс киімдері мен отқа төзімді маталар жасауда қолданылған. Шыны талшық ақырында еріп кетеді, бірақ сонымен бірге жоғары температураға өте төзімді. Әрине, ғимараттарда қолданылатын аязды шыны талшықтары да отқа төзімділікті арттырады.

Көміртекті талшық пен Кевлар® қорғаныс өрт сөндіруге немесе дәнекерлеуге арналған көрпелерді немесе киімдерді жасау үшін қолданылады. Кевлар қолғаптары ет өнеркәсібінде пышақтарды пайдалану кезінде қолды қорғау үшін жиі қолданылады. Матрицаның (әдетте эпоксидті) ыстыққа төзімділігі де маңызды, өйткені талшықтар өздігінен сирек қолданылады. Ыстық әсер еткенде эпоксидті шайыр тез жұмсарады.

5. Электр өткізгіштік, өткізгіштік

Көміртекті талшық электр тогын өткізеді, бірақ Кевлар® және шыны талшықтар өткізбейді. Кевлар® трансмиссиялық мұнаралардағы сымдарды тарту үшін қолданылады. Ол электр тогын өткізбесе де, суды сіңіреді, ал су электр тогын өткізеді. Сондықтан мұндай қолданбаларда Кевлар үшін су өткізбейтін жабын қолданылуы керек.

Көміртекті талшық электр тогын өткізе алатындықтан, гальваникалық муфтаның коррозиясы басқа металл бөлшектермен байланыста болған кезде проблемаға айналады.

6. Ультракүлгін сәулелердің деградациясы

Арамид талшықтары күн сәулесінде және жоғары ультракүлгін ортада ыдырайтын болады. Көміртекті немесе шыны талшықтар ультракүлгін сәулеленуге өте сезімтал емес. Дегенмен, эпоксидті шайырлар сияқты кейбір жиі қолданылатын матрицалар күн сәулесінде сақталады, ол ағартады және күшін жоғалтады. Полиэфир және винил эфир шайырлары УК-ға төзімді, бірақ эпоксидті шайырларға қарағанда әлсіз.

7. Шаршауға қарсылық

Бөлшек қайта-қайта бүгіліп, түзетілсе, ол шаршағандықтан ақырында істен шығады. Көміртекті талшық шаршауға біршама сезімтал және апатты түрде сәтсіздікке ұшырайды, ал Кевлар® шаршауға төзімдірек. Шыны талшық арасында бір жерде.

8. Тозуға төзімділік

Кевлар® тозуға төзімділігі жоғары, бұл кесуді қиындатады. Кевлар® препаратының кең таралған түрлерінің бірі қолдар шынымен кесілуі мүмкін немесе өткір жүздер қолданылатын жерлерге арналған қорғаныс қолғаптары болып табылады. Көміртекті және шыны талшықтары азырақ төзімді.

 

9. Химиялық төзімділік 

Арамидті талшықтар талшықтың деградациясын тудыруы мүмкін күшті қышқылдарға, сілтілерге және кейбір тотықтырғыштарға (мысалы, натрий гипохлоритіне) сезімтал. Кәдімгі хлор ағартқыштар (мысалы, Clorox®) және сутегі асқын тотығын Кевлар® препаратымен бірге қолдануға болмайды. Оттегі ағартқыштарды (мысалы, натрий пербораты) арамид талшықтарына зақым келтірмей қолдануға болады.

Көміртекті талшықтар өте тұрақты және химиялық деградацияға сезімтал емес. Дегенмен, эпоксидті матрица нашарлайды.

10. Денені байланыстыру қасиеттері 

Көміртекті талшықтар, Кевлар® және шыны оңтайлы жұмыс істеуі үшін оларды матрицада (әдетте эпоксидті шайыр) орнында ұстау керек. Сондықтан эпоксидті шайырдың әртүрлі талшықтармен байланысу қабілеті өте маңызды.

Көміртекті де, шыны талшық та эпоксидке оңай жабыса алады, бірақ арамидті талшықты-эпоксидті байланыс қалағандай берік емес және бұл төмендетілген адгезия судың енуіне мүмкіндік береді. Нәтижесінде, эпоксидке жағымсыз адгезиямен қоса, арамидті талшықтардың суды сіңіруінің жеңілдігі, егер кевлар® композитінің беті зақымданса және су кірсе, онда Кевлар® талшықтар бойымен суды сіңіріп, композитті әлсіретуі мүмкін дегенді білдіреді.

11. Түс және тоқу

Арамид табиғи күйінде ашық алтын болып табылады, оны бояуға болады және қазір көптеген жақсы реңктерде келеді. Шыны талшық түсті нұсқаларда да бар. Көміртекті талшық әрқашан қара және оны түрлі-түсті арамидпен араластыруға болады, бірақ оны өздігінен бояуға болмайды.

Арматуралық талшықты материалдарды қалай таңдауға болады?

Жоғарыда аталған 11 тармақты салыстыра отырып, біз үш материал туралы алдын ала түсінік алдық.

Материалдың нақты таңдауы қанағаттанарлық шешімге жету үшін нақты қолдану мен экономикалық ойларға байланысты болады.

Қандай да бір сұрақтарыңыз болса, шығындарды оңтайландыруға және уақыт пен күш-жігерді үнемдеуге көмектесетін кәсіби техникалық қолдау көрсете алатын JLON командасына хабарласыңыз.