Прегледи: 94 Аутор: Уредник сајта Време објаве: 15.08.2024. Порекло: Сајт
Стаклена влакна, угљенична влакна и арамидна влакна су тренутно широко коришћени материјали за ојачање.
Фибергласс
Тканина од угљеничних влакана
Арамид (Кевлар®) Тканина
Затезна чврстоћа је максимални напон који материјал може да издржи пре истезања. Неки некрхки материјали се деформишу пре ломљења, али Кевлар® (арамидна) влакна, карбонска влакна и Е-стаклена влакна су крхка и ломе се уз малу деформацију. Затезна чврстоћа се мери као сила по јединици површине (Па или Паскали).
Напрезање је сила, а напрезање је отклон услед стреса. Табела испод приказује поређење затезне чврстоће три најчешће коришћена влакна за ојачавање: угљенична влакна, арамидна влакна, стаклена влакна и епоксидна смола. Вреди напоменути да су ове бројке само за поређење и могу да варирају у зависности од процеса производње, састава епоксидне смоле, формулације арамида, прекурсорског влакна угљеничних влакана, итд., и изражене су у МПа.
Када се упореде густине ова три материјала, могу се уочити значајне разлике између три влакна. Ако се направе три узорка потпуно исте величине и тежине, брзо постаје очигледно да су Кевлар® влакна много лакша, при чему су карбонска влакна на другом месту, а Е-стаклена влакна најтежа. Стога, за исту тежину композита, већа чврстоћа се може постићи са карбонским влакнима или Кевлар®. Другим речима, свака структура направљена од угљеничних влакана или композита Кевлар® која захтева дату чврстоћу је мања или тања од структуре направљене од стаклених влакана. Након што су узорци направљени и тестирани, откриће се да композити од стаклених влакана теже скоро двоструко више од Кевлар® или ламината од угљеничних влакана. То значи да се коришћењем Кевлар® или угљеничних влакана може уштедети велика тежина. Ово својство се назива однос снаге и тежине.
Јангов модул је мера крутости еластичног материјала и представља начин описивања материјала. Дефинише се као однос једноосног (у једном правцу) напрезања и једноосног напрезања (деформације у истом правцу). Јангов модул = напон/деформација, што значи да су материјали са високим Јанговим модулом тврђи од оних са ниским Јанговим модулом.
Крутост карбонских влакана, Кевлар® и стаклених влакана значајно варира. Карбонска влакна су око два пута чвршћа од арамидних влакана и пет пута чвршћа од стаклених влакана. Недостатак одличне крутости карбонских влакана је у томе што су ломљивији. Када поквари, обично не показује много напрезања или деформације.
И Кевлар® и карбонска влакна су отпорни на високе температуре и немају тачку топљења. Оба материјала су коришћена у заштитној одећи и ватроотпорним тканинама. Стаклена влакна ће се на крају истопити, али су такође веома отпорна на високе температуре. Наравно, мат стаклена влакна која се користе у зградама такође могу повећати отпорност на ватру.
Карбонска влакна и Кевлар® се користе за израду заштитних ћебади или одеће за гашење пожара или заваривања. рукавице од кевлара се често користе у индустрији меса за заштиту руку приликом употребе ножева. Отпорност на топлоту матрице (обично епоксида) је такође важна јер се влакна ретко користе сама. Када је изложена топлоти, епоксидна смола брзо омекшава.
Карбонска влакна проводе електричну енергију, али Кевлар® и стаклена влакна не. Кевлар® се користи за повлачење жица у преносним торњевима. Иако не проводи струју, апсорбује воду, а вода спроводи електричну енергију. Због тога се у таквим применама на Кевлар мора нанети водоотпорни премаз.
Пошто угљенична влакна могу да проводе струју, корозија галванске спојнице постаје проблем када дође у контакт са другим металним деловима.
Арамидна влакна ће се разградити на сунчевој светлости и високом УВ окружењу. Угљенична или стаклена влакна нису веома осетљива на УВ зрачење. Међутим, неке најчешће коришћене матрице као што су епоксидне смоле се задржавају на сунчевој светлости где ће избелити и изгубити снагу. Полиестерске и винил естарске смоле су отпорније на УВ, али слабије од епоксидних смола.
Ако се део више пута савија и исправља, он ће на крају отказати због умора. Карбонска влакна су донекле осетљива на замор и имају тенденцију да катастрофално пропадну, док је Кевлар® отпорнији на замор. Стаклена влакна су негде између.
Кевлар® је веома отпоран на абразију, што отежава сечење. једна од уобичајених употреба Кевлар®-а је као заштитне рукавице за подручја где руке могу бити посечене стаклом или где се користе оштра сечива. Карбонска и стаклена влакна су мање отпорна.
Арамидна влакна су осетљива на јаке киселине, базе и одређене оксидационе агенсе (нпр. натријум хипохлорит), који могу изазвати деградацију влакана. Уобичајена средства за избељивање хлора (нпр. Цлорок®) и водоник пероксид се не могу користити са Кевлар®-ом. Избељивачи кисеоника (нпр. натријум перборат) се могу користити без оштећења арамидних влакана.
Карбонска влакна су веома стабилна и неосетљива на хемијску деградацију. Међутим, епоксидна матрица ће се деградирати.
Да би угљенична влакна, Кевлар® и стакло радили оптимално, морају се држати на месту у матрици (обично епоксидна смола). Због тога је критична способност епоксидне смоле да се веже за разна влакна.
И угљенична и стаклена влакна могу се лако залепити за епоксид, али веза арамидних влакана и епоксида није толико јака колико се жели, а ова смањена адхезија омогућава продирање воде. Као резултат тога, лакоћа са којом арамидна влакна могу да апсорбују воду, заједно са нежељеном адхезијом на епоксид, значи да ако је површина кевлар® композита оштећена и вода може да уђе, онда Кевлар® може да апсорбује воду дуж влакана и ослаби композит.
Арамид је светло злато у свом природном стању, може да се боји и сада долази у много лепих нијанси. Стаклена влакна су такође доступна у верзијама у боји. Карбонска влакна су увек црна и могу се мешати са обојеним арамидом, али се не могу сама обојити.
Након поређења горњих 11 ставки, стекли смо прелиминарно разумевање три материјала.
Специфичан избор материјала зависиће од специфичне примене и економских разматрања како би се дошло до задовољавајућег решења.
Ако имате било каквих питања, контактирајте ЈЛОН тим, који вам може пружити професионалну техничку подршку која ће вам помоћи да оптимизујете трошкове и уштедите време и труд.
