Физические свойства композитов определяются преимущественно волокнами. Это означает, что при сочетании смол и волокон их свойства очень похожи на свойства отдельных волокон. Данные испытаний показывают, что армированные волокнами материалы несут на себе основную нагрузку. Поэтому выбор материала имеет решающее значение при проектировании композитных конструкций.
Начните с определения типа армирования, необходимого для вашего проекта. Типичный производитель может выбрать один из трех распространенных типов армирования: стекловолокно, углеродное волокно и кевлар® (арамидное волокно). Стекловолокно, как правило, является универсальным выбором, в то время как углеродное волокно обеспечивает высокую жесткость, а кевлар® — высокую износостойкость. Имейте в виду, что различные типы тканей могут комбинироваться в ламинатах для образования гибридных слоев, сочетающих в себе преимущества нескольких материалов.
Армирование стекловолокном
Стекловолокно — хорошо известный материал. Оно является основой композитной промышленности. С 1950-х годов оно используется во многих областях применения композитных материалов, и его физические свойства хорошо изучены. Стекловолокно легкое, обладает умеренной прочностью на растяжение и сжатие, выдерживает повреждения и циклические нагрузки, а также легко в обращении. Изделия, получаемые из него, известны как изделия из стекловолоконного армированного пластика (FRP). Оно широко распространено во всех сферах жизни. Название «стекловолокно» происходит от того, что этот вид волокнистого материала изготавливается путем плавления кварца и других рудных материалов при высоких температурах в стекловидную суспензию, а затем вытягивания волокон на высокой скорости. Благодаря своему составу этот тип волокна обладает множеством преимуществ: термостойкость, коррозионная стойкость, высокая прочность, хорошая теплоизоляция. Углеродное волокно имеет тот же недостаток: оно более хрупкое, обладает низкой пластичностью и не износостойкое. В настоящее время стекловолоконный армированный пластик используется во многих областях, включая теплоизоляцию, сохранение тепла, антикоррозионную защиту и многое другое.
Стекловолокно — наиболее широко используемый из всех доступных композитных материалов. Это во многом объясняется его относительно низкой стоимостью и умеренными физическими свойствами. Стекловолокно хорошо подходит для повседневных проектов и деталей, которые не требуют слишком требовательной волокнистой ткани для повышения прочности и долговечности.
Для максимального повышения прочностных характеристик стекловолокна его можно использовать с эпоксидными смолами и отверждать с помощью стандартных методов ламинирования. Оно хорошо подходит для применения в автомобильной, морской, строительной, химической и аэрокосмической промышленности, а также широко используется в производстве спортивных товаров.
Арамидное армирование
Арамидное волокно — это высокотехнологичное химическое соединение. Оно обладает высокой прочностью, термостойкостью, коррозионной стойкостью, малым весом и другими характеристиками, и является одним из ключевых материалов в оборонной промышленности. Находит широкое применение в бронезащитном снаряжении и авиационной технике.
Арамидные волокна — одни из первых высокопрочных синтетических волокон, получивших признание в индустрии армированных волокном пластмасс (FRP). Пара-арамидные волокна композитного класса легкие, обладают превосходной удельной прочностью на разрыв и считаются высокоустойчивыми к ударам и истиранию. К распространенным областям применения относятся легкие корпуса, такие как байдарки и каноэ, панели фюзеляжей самолетов и сосуды высокого давления, перчатки с защитой от порезов, бронежилеты и многое другое. Арамидные волокна используются с эпоксидными или винилэфирными смолами.
Армирование углеродным волокном
Углеродное волокно, содержащее более 90% углерода, обладает самой высокой предельной прочностью на растяжение в отрасли производства армированных волокном полимеров. Более того, оно также имеет самые высокие показатели прочности на сжатие и изгиб. После обработки эти волокна объединяются для образования армирующих материалов из углеродного волокна, таких как ткани и жгуты. Армирование углеродным волокном обеспечивает высокую удельную прочность и удельную жесткость, и, как правило, оно дороже, чем другие виды армирующих волокон.
Для максимального повышения прочности углеродного волокна его следует использовать с эпоксидными смолами, а отверждение может осуществляться с помощью стандартных методов ламинирования. Оно хорошо подходит для автомобильной, морской и аэрокосмической промышленности и часто используется в спортивных товарах.
Дата публикации: 13 декабря 2023 г.
