1. Αντοχή σε εφελκυσμό
Η αντοχή σε εφελκυσμό είναι η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει ένα υλικό πριν από την τάνυση. Ορισμένα μη εύθραυστα υλικά παραμορφώνονται πριν από τη ρήξη, αλλάΊνες Kevlar® (αραμιδίου), οι ίνες άνθρακα και οι ίνες E-glass είναι εύθραυστες και σπάνε με μικρή παραμόρφωση. Η αντοχή σε εφελκυσμό μετριέται ως δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας (Pa ή Pascals).
2. Πυκνότητα και λόγος αντοχής προς βάρος
Όταν συγκρίνονται οι πυκνότητες των τριών υλικών, παρατηρούνται σημαντικές διαφορές στις τρεις ίνες. Εάν κατασκευαστούν τρία δείγματα ακριβώς του ίδιου μεγέθους και βάρους, γίνεται γρήγορα φανερό ότι οι ίνες Kevlar® είναι πολύ ελαφρύτερες, με τις ίνες άνθρακα να ακολουθούν με μικρή διαφορά καιΊνες ηλεκτρονικού γυαλιούτο βαρύτερο.
3. Μέτρο ελαστικότητας του Young
Το μέτρο ελαστικότητας Young είναι ένα μέτρο της ακαμψίας ενός ελαστικού υλικού και ένας τρόπος περιγραφής ενός υλικού. Ορίζεται ως ο λόγος της μονοαξονικής (προς μία κατεύθυνση) τάσης προς την μονοαξονική παραμόρφωση (παραμόρφωση προς την ίδια κατεύθυνση). Μέτρο ελαστικότητας Young = τάση/παραμόρφωση, που σημαίνει ότι τα υλικά με υψηλό μέτρο ελαστικότητας Young είναι πιο άκαμπτα από αυτά με χαμηλό μέτρο ελαστικότητας Young.
Η ακαμψία των ινών άνθρακα, του Kevlar® και των ινών γυαλιού ποικίλλει σημαντικά. Οι ίνες άνθρακα είναι περίπου διπλάσιες από τις ίνες αραμιδίου και πέντε φορές πιο άκαμπτες από τις ίνες γυαλιού. Το μειονέκτημα της εξαιρετικής ακαμψίας των ινών άνθρακα είναι ότι τείνουν να είναι πιο εύθραυστες. Όταν αστοχούν, τείνουν να μην εμφανίζουν μεγάλη τάση ή παραμόρφωση.
4. Αναφλεξιμότητα και θερμική υποβάθμιση
Τόσο το Kevlar® όσο και οι ίνες άνθρακα είναι ανθεκτικά σε υψηλές θερμοκρασίες και κανένα από τα δύο δεν έχει σημείο τήξης. Και τα δύο υλικά έχουν χρησιμοποιηθεί σε προστατευτικά ρούχα και πυράντοχα υφάσματα. Το fiberglass τελικά λιώνει, αλλά είναι επίσης ιδιαίτερα ανθεκτικό στις υψηλές θερμοκρασίες. Φυσικά, οι παγωμένες ίνες γυαλιού που χρησιμοποιούνται σε κτίρια μπορούν επίσης να αυξήσουν την αντοχή στη φωτιά.
Οι ίνες άνθρακα και το Kevlar® χρησιμοποιούνται για την κατασκευή προστατευτικών κουβερτών πυρόσβεσης ή συγκόλλησης ή ρούχων. Τα γάντια kevlar χρησιμοποιούνται συχνά στη βιομηχανία κρέατος για την προστασία των χεριών κατά τη χρήση μαχαιριών. Δεδομένου ότι οι ίνες σπάνια χρησιμοποιούνται μόνες τους, η αντοχή στη θερμότητα της μήτρας (συνήθως εποξειδικής) είναι επίσης σημαντική. Όταν θερμαίνεται, η εποξειδική ρητίνη μαλακώνει γρήγορα.
5. Ηλεκτρική αγωγιμότητα
Οι ίνες άνθρακα είναι αγωγοί ηλεκτρισμού, αλλά το Kevlar® καιυαλοβάμβακαςΜην το κάνετε. Το Kevlar® χρησιμοποιείται για την έλξη καλωδίων σε πύργους μετάδοσης. Αν και δεν είναι άγωγος ηλεκτρισμού, απορροφά νερό και το νερό πράγματι άγει τον ηλεκτρισμό. Επομένως, σε τέτοιες εφαρμογές πρέπει να εφαρμόζεται μια αδιάβροχη επίστρωση στο Kevlar.
6. Υποβάθμιση από την υπεριώδη ακτινοβολία
Ίνες αραμιδίουθα υποβαθμιστεί στο ηλιακό φως και σε περιβάλλοντα με υψηλή υπεριώδη ακτινοβολία. Οι ίνες άνθρακα ή γυαλιού δεν είναι πολύ ευαίσθητες στην υπεριώδη ακτινοβολία. Ωστόσο, ορισμένες κοινές μήτρες, όπως οι εποξειδικές ρητίνες, διατηρούνται στο ηλιακό φως όπου θα λευκάνουν και θα χάσουν την αντοχή τους. Οι πολυεστερικές και οι βινυλεστερικές ρητίνες είναι πιο ανθεκτικές στην υπεριώδη ακτινοβολία, αλλά ασθενέστερες από τις εποξειδικές ρητίνες.
7. Αντίσταση στην κόπωση
Εάν ένα εξάρτημα λυγίζεται και ισιώνεται επανειλημμένα, τελικά θα αστοχήσει λόγω κόπωσης.Ίνες άνθρακαείναι κάπως ευαίσθητο στην κόπωση και τείνει να παρουσιάζει καταστροφικές βλάβες, ενώ το Kevlar® είναι πιο ανθεκτικό στην κόπωση. Το fiberglass βρίσκεται κάπου ενδιάμεσα.
8. Αντοχή στην τριβή
Το Kevlar® είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στην τριβή, γεγονός που καθιστά δύσκολη την κοπή, και μία από τις συνήθεις χρήσεις του Kevlar® είναι ως προστατευτικά γάντια για περιοχές όπου τα χέρια μπορεί να κοπούν από γυαλί ή όπου χρησιμοποιούνται αιχμηρές λεπίδες. Οι ίνες άνθρακα και γυαλιού είναι λιγότερο ανθεκτικές.
9. Χημική αντοχή
Ίνες αραμιδίουείναι ευαίσθητα σε ισχυρά οξέα, βάσεις και ορισμένα οξειδωτικά μέσα (π.χ. υποχλωριώδες νάτριο), τα οποία μπορούν να προκαλέσουν υποβάθμιση των ινών. Η συνηθισμένη χλωρίνη (π.χ. Clorox®) και το υπεροξείδιο του υδρογόνου δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν με το Kevlar®. Η οξυγονούχα χλωρίνη (π.χ. υπερβορικό νάτριο) μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς να καταστραφούν οι ίνες αραμιδίου.
10. Ιδιότητες σύνδεσης με το σώμα
Για να έχουν βέλτιστη απόδοση οι ίνες άνθρακα, το Kevlar® και το γυαλί, πρέπει να συγκρατούνται στη θέση τους στη μήτρα (συνήθως μια εποξειδική ρητίνη). Επομένως, η ικανότητα της εποξειδικής ρητίνης να συνδέεται με τις διάφορες ίνες είναι κρίσιμη.
Τόσο ο άνθρακας όσο καιίνες γυαλιούμπορεί εύκολα να κολλήσει σε εποξειδική ρητίνη, αλλά ο δεσμός ινών αραμιδίου-εποξειδικής ρητίνης δεν είναι τόσο ισχυρός όσο επιθυμείται και αυτή η μειωμένη πρόσφυση επιτρέπει τη διείσδυση νερού. Ως αποτέλεσμα, η ευκολία με την οποία οι ίνες αραμιδίου μπορούν να απορροφήσουν νερό, σε συνδυασμό με την ανεπιθύμητη πρόσφυση σε εποξειδική ρητίνη, σημαίνει ότι εάν η επιφάνεια του σύνθετου υλικού kevlar® υποστεί ζημιά και μπορεί να εισέλθει νερό, τότε το Kevlar® μπορεί να απορροφήσει νερό κατά μήκος των ινών και να αποδυναμώσει το σύνθετο υλικό.
11. Χρώμα και ύφανση
Το αραμίδιο είναι ανοιχτό χρυσό στη φυσική του κατάσταση, μπορεί να χρωματιστεί και τώρα διατίθεται σε πολλές ωραίες αποχρώσεις. Το fiberglass διατίθεται επίσης σε χρωματιστές εκδόσεις.Ίνες άνθρακαείναι πάντα μαύρο και μπορεί να αναμειχθεί με χρωματιστό αραμίδιο, αλλά δεν μπορεί να χρωματιστεί το ίδιο.
Ώρα δημοσίευσης: 07 Αυγούστου 2024

