O prednostima aramidnih vlakana u odnosu na karbonska vlakna

Trenutno, u području novih kompozitnih materijala, aramidna vlakna i ugljična vlakna su široko korištene sirovine. Iako oba imaju izuzetno visoku vlačnu čvrstoću i modul, postoje mnoge razlike u izvedbi i upotrebi. Dakle, u čemu se ogledaju razlike?
Karbonska vlakna su vlakna visoke čvrstoće i modula s udjelom ugljika od preko 90%. Ima karakteristike kao što su otpornost na visoke temperature, otpornost na trenje, vodljivost, toplinsku vodljivost i otpornost na koroziju. Izgledom je vlaknast, mekan i može se preraditi u razne tkanine. Što se tiče upotrebe, uglavnom se izrađuje u ojačane kompozitne materijale za konstrukcijske materijale zrakoplova, materijale za elektromagnetsku zaštitu i deelektrifikaciju, umjetne ligamente i druge zamjenske materijale za tijelo, kao i materijale visoke tehnologije za proizvodnju kućišta raketa, motornih brodova, industrijskih roboti, automobilske ploče i tako dalje.
Aramid je nova vrsta visokotehnoloških sintetičkih vlakana, koja također ima izvrsna svojstva kao što su ultra-visoka čvrstoća, visoki modul, otpornost na visoke temperature, otpornost na kiseline i lužine i mala težina. Na 560 stupnjeva ne raspada se niti topi, ima dobru izolaciju i otpornost na starenje te ima dug životni ciklus. Aramidno vlakno je vrlo važan materijal za nacionalnu obranu i vojnu industriju, koji je vrlo pogodan za potrebe suvremenog ratovanja. Također se široko koristi u raznim aspektima nacionalnog gospodarstva, kao što su zrakoplovstvo, elektromehanika, građevinarstvo, automobili, sportska oprema, itd. Trenutno se oko 7-8% proizvoda od aramida koristi za pancirne prsluke, kacige itd. ., dok zrakoplovni materijali i sportski materijali čine oko 40%; Materijali kao što su okvir gume i pokretna traka čine oko 20%, a užad visoke čvrstoće oko 13%.
Iako su ova dva trenutno najpopularnija materijala za ojačanje, ipak postoje neke razlike u njihovoj učinkovitosti, koje se uglavnom očituju u
1. Što se tiče mehaničkih svojstava, vlačna čvrstoća aramida može doseći 2815Mpa, modul elastičnosti je 126Gpa, istezanje pri prekidu je 2,5%, a gustoća je 1,44g/cm ^ 3, što je malo inferiorno u odnosu na čvrstoću karbonska vlakna. Međutim, značajna značajka aramida je njegova otpornost na udarce, veća rastezljivost i manja težina.
2. Što se tiče stabilnosti, aramid ima vrlo dobru toplinsku stabilnost, koja se može razgraditi bez deformacije pod visokom temperaturom. Može se koristiti dugo vremena na 180 stupnjeva, a njegova se čvrstoća i modul ne mijenjaju nakon tjedan dana na 150 stupnjeva. Koeficijent toplinskog širenja je -2x10 ^ -6. U usporedbi s aramidom, karbonska vlakna također imaju vrhunsku toplinsku stabilnost.
3. Što se tiče termokemijskih svojstava, aramid ima dobru otpornost na medije i jaku otpornost na neutralne kemikalije. Međutim, lako ga nagrizaju jake lužine i kiseline, što je malo inferiorno u odnosu na termokemijska svojstva karbonskih vlakana.
Međutim, u usporedbi s karbonskim vlaknima, aramidna vlakna imaju i druge prednosti:
1. Aramidna vlakna nisu vodljiva, a kada se koriste za armiranje slično betonskim konstrukcijama, nema potrebe razmatrati ograničenja kao što je potreba za izolacijom od čeličnih šipki.
2. Karbonska vlakna imaju nisku otpornost na smicanje i sklona su lomljenju. Polumjer skošenja konstrukcije ne smije biti manji od 20 mm, a potrebno je samo pola (10 mm) aramida.
3. Elastična prednost aramida leži u njegovoj sposobnosti da izdrži dinamička opterećenja i lokalne udarne sile. Što se tiče operativnosti tijekom izgradnje, aramid je nedvojbeno najprikladniji materijal.
Način loma nakon ojačanja ugljičnim vlaknima je krhak bez očitih znakova, stoga, kao konstrukcijski dizajn, mora se usvojiti veći faktor sigurnosti. Međutim, modul elastičnosti tkanine od aramidnih vlakana je nizak, a istezanje veliko. Eksperimentima je dokazano da je proces sloma oštećenih dijelova običnog betona ojačanih tkaninom od aramidnih vlakana još uvijek plastičan kada se ponovno optereti.
Ukratko, u usporedbi s ugljičnim vlaknima, aramid ima nešto nižu čvrstoću i kemijska svojstva, ali su njegove druge karakteristike proširile njegova područja primjene. Na primjer, aramidna vlakna nisu vodljiva, pa očito nije prikladno koristiti tkaninu od karbonskih vlakana u strukturama s više električne opreme kao što su podzemne željeznice i industrijska postrojenja. Osim toga, kada se ugljična vlakna koriste za ojačanje betonskih konstrukcija, potrebno je osigurati da su izolirana od čeličnih šipki kako bi se spriječila elektrokemijska korozija, a upotreba aramidnih vlakana nije ograničena ovim uvjetom. Osim toga, karbonska vlakna se mogu koristiti za armiranje kuća s relativno stabilnim opterećenjem. Za duktilnu armaturu pod dinamičkim opterećenjima i lokalnim udarima, materijali od aramidnih vlakana nedvojbeno su najbolji izbor za česte vibracije u poljima cesta i mostova.