1. Draghållfasthet
Draghållfasthet är den maximala spänning ett material kan motstå innan det sträcks. Vissa icke-spröda material deformeras innan de brister, menKevlar® (aramid) fibrer, kolfibrer och E-glasfibrer är sköra och brister med liten deformation. Draghållfasthet mäts som kraft per ytenhet (Pa eller Pascal).
2. Densitet och styrka/vikt-förhållande
När man jämför densiteterna hos de tre materialen kan man se betydande skillnader mellan de tre fibrerna. Om tre prover av exakt samma storlek och vikt görs blir det snabbt uppenbart att Kevlar®-fibrer är mycket lättare, med kolfibrer på god andraplats ochE-glasfibrerden tyngsta.
3. Youngs modul
Youngs modul är ett mått på styvheten hos ett elastiskt material och är ett sätt att beskriva ett material. Det definieras som förhållandet mellan enaxlig (i en riktning) spänning och enaxlig töjning (deformation i samma riktning). Youngs modul = spänning/töjning, vilket innebär att material med hög Youngs modul är styvare än de med låg Youngs modul.
Styvheten hos kolfiber, Kevlar® och glasfiber varierar kraftigt. Kolfiber är ungefär dubbelt så styv som aramidfibrer och fem gånger styvare än glasfibrer. Nackdelen med kolfiberns utmärkta styvhet är att den tenderar att vara mer spröd. När den går sönder tenderar den att inte uppvisa mycket töjning eller deformation.
4. Brandfarlighet och termisk nedbrytning
Både Kevlar® och kolfiber är resistenta mot höga temperaturer, och ingetdera har någon smältpunkt. Båda materialen har använts i skyddskläder och brandsäkra tyger. Glasfiber smälter så småningom, men är också mycket motståndskraftigt mot höga temperaturer. Naturligtvis kan frostade glasfibrer som används i byggnader också öka brandmotståndet.
Kolfiber och Kevlar® används för att tillverka skyddande brandbekämpnings- eller svetsfiltar eller kläder. Kevlarhandskar används ofta inom köttindustrin för att skydda händerna vid användning av knivar. Eftersom fibrerna sällan används ensamma är värmebeständigheten hos matrisen (vanligtvis epoxi) också viktig. Vid uppvärmning mjuknar epoxiharts snabbt.
5. Elektrisk ledningsförmåga
Kolfiber leder elektricitet, men Kevlar® ochglasfiberGör inte det. Kevlar® används för att dra ledningar i sändarmaster. Även om det inte leder elektricitet absorberar det vatten och vatten leder elektricitet. Därför måste en vattentät beläggning appliceras på Kevlar i sådana tillämpningar.
6. UV-nedbrytning
Aramidfibrerkommer att brytas ner i solljus och miljöer med stark UV-strålning. Kol- eller glasfibrer är inte särskilt känsliga för UV-strålning. Vissa vanliga matriser, såsom epoxihartser, kvarstår dock i solljus där de blir vitare och förlorar styrka. Polyester- och vinylesterhartser är mer UV-resistenta, men svagare än epoxihartser.
7. Trötthetsmotstånd
Om en del böjs och rätas ut upprepade gånger kommer den så småningom att gå sönder på grund av utmattning.Kolfiberär något känsligt för utmattning och tenderar att gå katastrofalt sönder, medan Kevlar® är mer motståndskraftigt mot utmattning. Glasfiber ligger någonstans mittemellan.
8. Slitstyrka
Kevlar® är mycket motståndskraftigt mot nötning, vilket gör det svårt att skära, och en av de vanligaste användningsområdena för Kevlar® är som skyddshandskar för områden där händerna kan skäras av glas eller där vassa blad används. Kol- och glasfibrer är mindre motståndskraftiga.
9. Kemisk resistens
Aramidfibrerär känsliga för starka syror, baser och vissa oxidationsmedel (t.ex. natriumhypoklorit), vilket kan orsaka fibernedbrytning. Vanligt klorblekmedel (t.ex. Clorox®) och väteperoxid kan inte användas med Kevlar®. Syreblekmedel (t.ex. natriumperborat) kan användas utan att skada aramidfibrer.
10. Kroppsbindningsegenskaper
För att kolfibrer, Kevlar® och glas ska fungera optimalt måste de hållas på plats i matrisen (vanligtvis ett epoxiharts). Därför är epoxinens förmåga att binda till de olika fibrerna avgörande.
Både kol ochglasfibrerkan lätt fästa vid epoxi, men aramidfiber-epoxibindningen är inte så stark som önskat, och denna minskade vidhäftning gör att vatten kan tränga in. Som ett resultat innebär den lätthet med vilken aramidfibrer kan absorbera vatten, i kombination med den oönskade vidhäftningen till epoxi, att om ytan på kevlar®-kompositen skadas och vatten kan tränga in, kan Kevlar® absorbera vatten längs fibrerna och försvaga kompositen.
11. Färg och väv
Aramid är ljust guld i sitt naturliga tillstånd, det kan färgas och finns nu i många fina nyanser. Glasfiber finns även i färgade versioner.Kolfiberär alltid svart och kan blandas med färgad aramid, men den kan inte färgas själv.
Publiceringstid: 7 augusti 2024