Visualizações: 94 Autor: Editor do site Horário de publicação: 15/08/2024 Origem: Site
Propriedades do material de fibra de reforço PK
1 Resistência à tração
A resistência à tração é a tensão máxima que um material pode suportar antes de ser esticado. Alguns materiais não frágeis deformam-se antes de quebrar, mas Fibras Kevlar ® (aramida), fibras de carbono e As fibras de vidro E são frágeis e quebram com pouca deformação. A resistência à tração é medida como força por unidade de área (Pa ou Pascal).
A tensão é a força e a deformação é a deflexão devido à tensão. A tabela abaixo mostra uma comparação da resistência à tração de três fibras de reforço comumente utilizadas: fibra de carbono, fibra de aramida, fibra de vidro e resina epóxi. Vale ressaltar que estes valores são meramente comparativos e podem variar de acordo com o processo de fabricação, a composição da resina epóxi, a formulação da aramida, a fibra precursora da fibra de carbono, etc., e são expressos em MPa.
2. Densidade e relação resistência/peso
Ao comparar as densidades dos três materiais, podem ser observadas diferenças significativas entre as três fibras. Se forem feitas três amostras exatamente do mesmo tamanho e peso, rapidamente se torna aparente que as fibras de Kevlar® são muito mais leves, com as fibras de carbono em segundo lugar e as fibras de vidro E as mais pesadas. Portanto, para o mesmo peso de compósito, maior resistência pode ser obtida com fibra de carbono ou Kevlar®. Em outras palavras, qualquer estrutura feita de fibra de carbono ou compósitos de Kevlar® que exija uma determinada resistência é menor ou mais fina do que uma feita de fibra de vidro. Depois que as amostras forem feitas e testadas, será descoberto que os compósitos de fibra de vidro pesam quase o dobro do Kevlar® ou dos laminados de fibra de carbono. Isto significa que muito peso pode ser economizado usando Kevlar® ou fibra de carbono. Esta propriedade é chamada de relação resistência-peso.
3. Módulo de Young Módulo de Young
O módulo de Young é uma medida da rigidez de um material elástico e é uma forma de descrever um material. É definido como a razão entre a tensão uniaxial (em uma direção) e a deformação uniaxial (deformação na mesma direção). Módulo de Young = tensão/deformação, o que significa que materiais com módulo de Young alto são mais rígidos do que aqueles com módulo de Young baixo.
A rigidez da fibra de carbono, Kevlar® e fibra de vidro varia consideravelmente. A fibra de carbono é cerca de duas vezes mais rígida que a fibra de aramida e cinco vezes mais rígida que a fibra de vidro. A desvantagem da excelente rigidez da fibra de carbono é que ela tende a ser mais frágil. Quando falha, tende a não apresentar muita tensão ou deformação.
4. Inflamabilidade e explicação térmica
Tanto o Kevlar® quanto a fibra de carbono são resistentes a altas temperaturas e nenhum deles tem ponto de fusão. Ambos os materiais têm sido utilizados em roupas de proteção e tecidos resistentes ao fogo. A fibra de vidro eventualmente derreterá, mas também é altamente resistente a altas temperaturas. É claro que as fibras de vidro fosco usadas em edifícios também podem aumentar a resistência ao fogo.
A fibra de carbono e o Kevlar® são usados para fazer mantas ou roupas de proteção contra incêndio ou soldagem. luvas de kevlar são frequentemente usadas na indústria de carnes para proteger as mãos ao usar facas. A resistência ao calor da matriz (geralmente epóxi) também é importante, pois as fibras raramente são usadas sozinhas. Quando exposta ao calor, a resina epóxi amolece rapidamente.
5. Condutividade Elétrica, Condutividade
A fibra de carbono conduz eletricidade, mas o Kevlar® e a fibra de vidro não. O Kevlar® é usado para puxar fios em torres de transmissão. Embora não conduza eletricidade, absorve água e a água conduz eletricidade. Portanto, um revestimento impermeável deve ser aplicado ao Kevlar em tais aplicações.
Como a fibra de carbono pode conduzir eletricidade, a corrosão do acoplamento galvânico torna-se um problema quando entra em contato com outras peças metálicas.
6. Degradação UV
As fibras de aramida se degradam sob a luz solar e em ambientes com altos níveis de UV. As fibras de carbono ou vidro não são muito sensíveis à radiação UV. No entanto, algumas matrizes comumente usadas, como as resinas epóxi, ficam retidas na luz solar, onde embranquecem e perdem sua resistência. As resinas de poliéster e éster vinílico são mais resistentes aos raios UV, mas mais fracas que as resinas epóxi.
7. Resistência à fadiga
Se uma peça for dobrada e endireitada repetidamente, ela acabará falhando devido à fadiga. A fibra de carbono é um tanto sensível à fadiga e tende a falhar catastroficamente, enquanto o Kevlar® é mais resistente à fadiga. A fibra de vidro está em algum lugar no meio.
8. Resistência à abrasão
Kevlar® é altamente resistente à abrasão, o que dificulta o corte. um dos usos comuns do Kevlar® é como luvas de proteção para áreas onde as mãos podem ser cortadas por vidro ou onde são usadas lâminas afiadas. As fibras de carbono e vidro são menos resistentes.
9. Resistência química
As fibras de aramida são sensíveis a ácidos fortes, álcalis e certos agentes oxidantes (por exemplo, hipoclorito de sódio), que podem causar degradação da fibra. Alvejantes comuns à base de cloro (por exemplo, Clorox®) e peróxido de hidrogênio não podem ser usados com Kevlar®. Alvejantes de oxigênio (por exemplo, perborato de sódio) podem ser usados sem danificar as fibras de aramida.
As fibras de carbono são muito estáveis e insensíveis à degradação química. No entanto, a matriz epóxi irá degradar-se.
10. Propriedades de ligação corporal
Para que as fibras de carbono, Kevlar® e vidro tenham um desempenho ideal, eles devem ser mantidos no lugar na matriz (geralmente resina epóxi). A capacidade da resina epóxi de se ligar às diversas fibras é, portanto, crítica.
Tanto as fibras de carbono quanto as de vidro podem aderir facilmente ao epóxi, mas a ligação fibra de aramida-epóxi não é tão forte quanto o desejado, e essa adesão reduzida permite que ocorra a penetração de água. Como resultado, a facilidade com que as fibras de aramida podem absorver água, juntamente com a adesão indesejável ao epóxi, significa que se a superfície do compósito kevlar® for danificada e a água puder entrar, então o Kevlar® poderá absorver água ao longo das fibras e enfraquecer. o composto.
11. Cor e tecelagem
A aramida é dourada clara em seu estado natural, pode ser colorida e agora vem em vários tons lindos. A fibra de vidro também está disponível em versões coloridas. A fibra de carbono é sempre preta e pode ser misturada com aramida colorida, mas não pode ser colorida sozinha.
