Kuri medžiaga yra geresnė, anglies pluoštas, stiklo pluoštas ar aramidas?
Palyginus trijų medžiagų tankius, galima pastebėti reikšmingus trijų pluoštų skirtumus. Jei padarysite 3 tokio paties dydžio ir svorio pavyzdžius, greitai paaiškės, kad Kevlar® pluoštas yra daug lengvesnis, anglies pluoštas yra sunkiausias, o E-stiklo pluoštas.
Todėl esant tokio pat svorio kompozitinei medžiagai, anglies pluoštas arba Kevlar® gali pasiekti didesnį stiprumą. Kitaip tariant, bet kokia konstrukcija, kuriai reikalingas tam tikras stiprumas, pagaminta iš anglies pluošto arba Kevlar® kompozitų, bus mažesnė arba plonesnė nei konstrukcija, pagaminta iš stiklo pluošto.
Kai buvo gaminami ir išbandomi mėginiai, buvo nustatyta, kad stiklo pluošto kompozitas buvo beveik dvigubai sunkesnis nei Kevlar® arba anglies pluošto laminatas. Tai reiškia, kad naudojant Kevlar® arba anglies pluoštą galima sutaupyti daug svorio.
Youngo modulis yra elastingos medžiagos standumo matas ir yra medžiagos apibūdinimo būdas. Jis apibrėžiamas kaip vienaašių (viena kryptimi) įtempių ir vienaašių deformacijų (deformacijos ta pačia kryptimi) santykis. Youngo modulis=įtempis/įtempimas, o tai reiškia, kad medžiaga su dideliu Youngo moduliu yra kietesnė nei medžiaga, kurios Jango modulis mažesnis.
Anglies pluošto, Kevlar® ir stiklo pluošto standumas labai skiriasi. Anglies pluoštas yra maždaug du kartus standesnis už aramido pluoštą ir penkis kartus standesnis už stiklo pluoštą. Neigiamas anglies pluošto tvirtumas yra tas, kad jis yra trapesnis. Kai jis sugenda, jis nėra labai įtemptas ar deformuotas.
3. Degumas ir terminis skilimas
Tiek Kevlar®, tiek anglies pluoštas yra atsparūs aukštai temperatūrai ir neturi lydymosi temperatūros. Abi medžiagos buvo naudojamos apsauginiuose drabužiuose ir ugniai atspariuose audiniuose. Stiklo pluoštas ilgainiui išsilydys, bet taip pat yra labai atsparus aukštai temperatūrai. Žinoma, matinio stiklo pluošto naudojimas pastatuose taip pat pagerina atsparumą ugniai.
Anglies pluoštas ir Kevlar® naudojami apsauginėms gaisro gesinimo arba suvirinimo antklodėms ar drabužiams gaminti. Kevlaro pirštinės dažniausiai naudojamos mėsos pramonėje, siekiant apsaugoti rankas naudojant peilius. Kadangi pluoštai retai naudojami atskirai, matricos (dažniausiai epoksidinės) atsparumas karščiui taip pat yra svarbus. Epoksidinės dervos greitai suminkštėja veikiamos karščio.
4. Laidumas
Anglies pluoštas praleidžia elektrą, tačiau Kevlar® ir stiklo pluoštas – ne. Kevlar® naudojamas laidams perdavimo bokštuose. Nors jis nelaidžia elektros, bet sugeria vandenį, o vanduo praleidžia elektrą. Todėl tokiais atvejais ant kevlaro turi būti padengta vandeniui atspari danga.
Kadangi anglies pluoštas praleidžia elektrą, galvaninė korozija tampa problema, kai ji liečiasi su kitomis metalinėmis dalimis.
5. UV degradacija
Aramidiniai pluoštai suyra saulės šviesoje ir didelėje UV aplinkoje. Anglies ar stiklo pluoštai nėra labai jautrūs UV spinduliams. Tačiau kai kurie dažniausiai naudojami substratai, tokie kaip epoksidinė derva, pabals ir praras stiprumą, jei bus palikti saulės šviesoje. Poliesterio ir vinilo esterio dervos yra atsparesnės UV spinduliams, bet silpnesnės nei epoksidinės dervos.
6. Nuovargis
Jei dalis pakartotinai lenkiama ir tiesinama, ji ilgainiui suges dėl nuovargio. Anglies pluoštas yra šiek tiek jautrus nuovargiui ir linkęs katastrofiškai sugesti, o Kevlar® yra atsparesnis nuovargiui. Stiklo pluoštas yra kažkur tarp jų.
7. Atsparumas dilimui
Kevlar® yra labai atsparus trinčiai, todėl jį sunku pjauti. Vienas iš įprastų Kevlar® naudojimo būdų yra kaip apsauginės pirštinės tose vietose, kur stiklas gali nupjauti rankas arba kur naudojami aštrūs peiliukai. Anglies pluoštas ir stiklo pluoštas yra mažiau atsparūs.
8. Cheminis atsparumas
Aramidiniai pluoštai yra jautrūs stiprioms rūgštims, stiprioms bazėms ir tam tikriems oksidatoriams, tokiems kaip natrio hipochloritas, kurie gali sukelti skaidulų irimą. Įprastų chloro baliklių (tokių kaip Clorox®) ir vandenilio peroksido negalima naudoti su Kevlar®, deguonies baliklius (pvz., natrio perboratą) galima naudoti nepažeidžiant aramido pluošto.
Anglies pluoštai yra labai stabilūs ir nejautrūs cheminiam skilimui. Tačiau epoksidinė matrica suyra.
9. Matricos sujungimo charakteristikos
Kad anglies pluoštas, Kevlar® ir stiklas veiktų optimaliai, jie turi būti laikomi matricoje, dažniausiai epoksidine derva. Todėl epoksidinių dervų gebėjimas susijungti su įvairiais pluoštais yra labai svarbus.
Tiek anglies, tiek stiklo pluoštai lengvai prilimpa prie epoksidinės dervos, tačiau aramido pluošto ir epoksidinės dervos jungtis nėra tokia stipri, kaip norėtųsi, todėl sumažėjęs sukibimas leidžia vandeniui prasiskverbti. Dėl to aramidiniai pluoštai yra linkę sugerti vandenį, o tai kartu su silpnesniu nei idealiu sukibimu su epoksidine derva reiškia, kad jei Kevlar® kompozito paviršius yra pažeistas ir vanduo gali patekti į vidų, Kevlar® gali sugerti drėgmę išilgai pluoštų. ir susilpninti kompozicinę medžiagą.
