Właściwości fizyczne kompozytów są zdominowane przez włókna. Oznacza to, że po połączeniu żywic i włókien ich właściwości są bardzo zbliżone do właściwości pojedynczych włókien. Dane testowe pokazują, że materiały wzmocnione włóknami przenoszą największe obciążenia. Dlatego dobór tkanin ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu struktur kompozytowych.
Rozpocznij proces od określenia rodzaju wzmocnienia potrzebnego do Twojego projektu. Typowy producent może wybierać spośród trzech popularnych rodzajów wzmocnienia: włókna szklanego, włókna węglowego i Kevlaru® (włókna aramidowego). Włókno szklane jest zazwyczaj uniwersalnym wyborem, natomiast włókno węglowe oferuje wysoką sztywność, a Kevlar® wysoką odporność na ścieranie. Należy pamiętać, że rodzaje tkanin można łączyć w laminatach, tworząc hybrydowe układy, oferujące zalety więcej niż jednego materiału.
Wzmocnienia z włókna szklanego
Włókno szklane to znany materiał. Stanowi podstawę przemysłu kompozytowego. Jest wykorzystywane w wielu zastosowaniach kompozytowych od lat 50. XX wieku, a jego właściwości fizyczne są dobrze poznane. Włókno szklane jest lekkie, charakteryzuje się umiarkowaną wytrzymałością na rozciąganie i ściskanie, jest odporne na uszkodzenia i obciążenia cykliczne oraz łatwe w obróbce. Produkty powstające w wyniku tej produkcji znane są jako produkty z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem szklanym (FRP). Jest ono powszechne we wszystkich dziedzinach życia. Nazywa się je włóknem szklanym, ponieważ ten rodzaj włókna powstaje w wyniku topienia kwarcu i innych rud w wysokich temperaturach w zawiesinę szklaną. Następnie włókna są wyciągane z dużą prędkością. Ten rodzaj włókna wynika z jego różnorodnego składu i ma wiele zalet. Zaletami są odporność na ciepło, odporność na korozję, większa wytrzymałość i dobra izolacja. Włókno węglowe ma tę samą wadę – jest bardziej kruche, ma słabą ciągliwość i nie jest odporne na zużycie. Obecnie tworzywa sztuczne wzmocnione włóknem szklanym znajdują zastosowanie w izolacji, termoizolacji, ochronie antykorozyjnej i wielu innych dziedzinach.
Włókno szklane jest najszerzej stosowanym spośród wszystkich dostępnych kompozytów. Wynika to głównie z jego stosunkowo niskiego kosztu i umiarkowanych właściwości fizycznych. Włókno szklane doskonale nadaje się do codziennych projektów i części, które nie wymagają zbyt wymagającej tkaniny włóknistej dla dodatkowej wytrzymałości i trwałości.
Aby zmaksymalizować właściwości wytrzymałościowe włókna szklanego, można je stosować z żywicami epoksydowymi i utwardzać standardowymi technikami laminowania. Doskonale nadaje się do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym, morskim, budowlanym, chemicznym i lotniczym, a także jest powszechnie stosowane w artykułach sportowych.
Wzmocnienie włóknem aramidowym
Włókno aramidowe to zaawansowany technologicznie związek chemiczny. Charakteryzuje się wysoką wytrzymałością, odpornością na wysokie temperatury, korozję, lekkością i innymi cechami, będąc jednym z kluczowych materiałów w przemyśle obronnym. Znajduje szerokie zastosowanie w sprzęcie kuloodpornym i sprzęcie lotniczym.
Włókna aramidowe są jednymi z pierwszych włókien syntetycznych o wysokiej wytrzymałości, które zyskały uznanie w branży tworzyw sztucznych wzmacnianych włóknami (FRP). Włókna paraaramidowe klasy kompozytowej są lekkie, charakteryzują się doskonałą wytrzymałością na rozciąganie i są uważane za wysoce odporne na uderzenia i ścieranie. Typowe zastosowania obejmują lekkie kadłuby, takie jak kajaki i kanadyjki, panele kadłubów samolotów i zbiorniki ciśnieniowe, rękawice odporne na przecięcia, kamizelki kuloodporne i wiele innych. Włókna aramidowe są stosowane z żywicami epoksydowymi lub winyloestrowymi.
Wzmocnienie z włókna węglowego
Z zawartością węgla przekraczającą 90%, włókno węglowe charakteryzuje się najwyższą wytrzymałością na rozciąganie w branży FRP. Co więcej, charakteryzuje się również najwyższą wytrzymałością na ściskanie i zginanie w branży. Po przetworzeniu włókna te są łączone w celu utworzenia wzmocnień z włókna węglowego, takich jak tkaniny i kable. Wzmocnienia z włókna węglowego zapewniają wysoką wytrzymałość właściwą i sztywność właściwą, a zazwyczaj są droższe niż inne wzmocnienia z włókien.
Aby zmaksymalizować właściwości wytrzymałościowe włókna węglowego, należy je stosować z żywicami epoksydowymi i utwardzać standardowymi technikami laminowania. Doskonale nadaje się do zastosowań w motoryzacji, przemyśle morskim i lotniczym, a także jest często wykorzystywane w artykułach sportowych.
Czas publikacji: 13 grudnia 2023 r.
