۱. استحکام کششی
استحکام کششی حداکثر تنشی است که یک ماده میتواند قبل از کشش تحمل کند. برخی از مواد غیر شکننده قبل از پارگی تغییر شکل میدهند، اماالیاف کولار (آرامید)، الیاف کربن و الیاف شیشه E شکننده هستند و با تغییر شکل کمی پاره میشوند. استحکام کششی به صورت نیرو بر واحد سطح (Pa یا Pascals) اندازهگیری میشود.
۲. چگالی و نسبت مقاومت به وزن
هنگام مقایسه چگالی سه ماده، تفاوتهای قابل توجهی در سه الیاف مشاهده میشود. اگر سه نمونه با اندازه و وزن دقیقاً یکسان تهیه شود، به سرعت مشخص میشود که الیاف کولار بسیار سبکتر هستند و الیاف کربن با اختلاف کمی در رتبه دوم قرار دارند.الیاف شیشه الکترونیکیسنگین ترین.
۳. مدول یانگ
مدول یانگ معیاری برای سنجش سختی یک ماده الاستیک است و روشی برای توصیف یک ماده محسوب میشود. این پارامتر به صورت نسبت تنش تک محوره (در یک جهت) به کرنش تک محوره (تغییر شکل در همان جهت) تعریف میشود. مدول یانگ = تنش/کرنش، به این معنی که موادی با مدول یانگ بالا، سفتتر از موادی با مدول یانگ پایین هستند.
سختی الیاف کربن، کولار و الیاف شیشه بسیار متفاوت است. الیاف کربن تقریباً دو برابر الیاف آرامید و پنج برابر الیاف شیشه سفتتر است. نکته منفی سفتی عالی الیاف کربن این است که تمایل به شکنندگی بیشتری دارد. وقتی دچار شکست میشود، تمایل به نشان دادن کرنش یا تغییر شکل زیادی ندارد.
۴. اشتعالپذیری و تخریب حرارتی
هم کولار® و هم فیبر کربن در برابر دماهای بالا مقاوم هستند و هیچکدام نقطه ذوب ندارند. هر دو ماده در لباسهای محافظ و پارچههای مقاوم در برابر آتش استفاده شدهاند. فایبرگلاس در نهایت ذوب میشود، اما در برابر دماهای بالا نیز بسیار مقاوم است. البته، الیاف شیشه مات که در ساختمانها استفاده میشوند نیز میتوانند مقاومت در برابر آتش را افزایش دهند.
الیاف کربن و کولار® برای ساخت پتوها یا لباسهای محافظ آتشنشانی یا جوشکاری استفاده میشوند. دستکشهای کولار اغلب در صنعت گوشت برای محافظت از دستها هنگام استفاده از چاقو استفاده میشوند. از آنجایی که الیاف به ندرت به تنهایی استفاده میشوند، مقاومت حرارتی ماتریس (معمولاً اپوکسی) نیز مهم است. رزین اپوکسی هنگام گرم شدن به سرعت نرم میشود.
۵. رسانایی الکتریکی
فیبر کربن رسانای الکتریسیته است، اما کولار® وفایبرگلاسکولار® برای کشیدن سیمها در دکلهای انتقال نیرو استفاده میشود. اگرچه رسانای الکتریسیته نیست، اما آب را جذب میکند و آب رسانای الکتریسیته است. بنابراین، در چنین کاربردهایی باید یک پوشش ضد آب روی کولار اعمال شود.
۶. تخریب توسط اشعه ماوراء بنفش
الیاف آرامیددر نور خورشید و محیطهای با اشعه ماوراء بنفش بالا تخریب میشوند. الیاف کربن یا شیشه در برابر اشعه ماوراء بنفش حساسیت زیادی ندارند. با این حال، برخی از ماتریسهای رایج مانند رزینهای اپوکسی در نور خورشید باقی میمانند و در آنجا سفید میشوند و استحکام خود را از دست میدهند. رزینهای پلیاستر و وینیل استر در برابر اشعه ماوراء بنفش مقاومتر هستند، اما از رزینهای اپوکسی ضعیفترند.
۷. مقاومت در برابر خستگی
اگر قطعهای بارها خم و راست شود، در نهایت به دلیل خستگی از کار میافتد.فیبر کربنتا حدودی به خستگی حساس است و به طور فاجعهباری دچار شکست میشود، در حالی که کولار در برابر خستگی مقاومتر است. فایبرگلاس جایی در این بین قرار دارد.
۸. مقاومت در برابر سایش
کولار® در برابر سایش بسیار مقاوم است که برش آن را دشوار میکند و یکی از کاربردهای رایج کولار® به عنوان دستکش محافظ برای مناطقی است که ممکن است دستها توسط شیشه بریده شوند یا از تیغههای تیز استفاده شود. الیاف کربن و شیشه مقاومت کمتری دارند.
۹. مقاومت شیمیایی
الیاف آرامیدبه اسیدهای قوی، بازها و برخی عوامل اکسیدکننده (مانند هیپوکلریت سدیم) حساس هستند که میتوانند باعث تخریب الیاف شوند. سفیدکنندههای کلردار معمولی (مانند Clorox®) و پراکسید هیدروژن را نمیتوان با Kevlar® استفاده کرد. سفیدکننده اکسیژندار (مانند سدیم پربورات) را میتوان بدون آسیب رساندن به الیاف آرامید استفاده کرد.
۱۰. خواص چسبندگی به بدنه
برای اینکه الیاف کربن، کولار و شیشه عملکرد بهینهای داشته باشند، باید در ماتریس (معمولاً رزین اپوکسی) در جای خود نگه داشته شوند. بنابراین، توانایی اپوکسی در اتصال به الیاف مختلف بسیار مهم است.
هم کربن و همالیاف شیشهمیتواند به راحتی به اپوکسی بچسبد، اما پیوند الیاف آرامید-اپوکسی به اندازه دلخواه قوی نیست و این چسبندگی کاهش یافته اجازه نفوذ آب را میدهد. در نتیجه، سهولت جذب آب توسط الیاف آرامید، همراه با چسبندگی نامطلوب به اپوکسی، به این معنی است که اگر سطح کامپوزیت کولار آسیب ببیند و آب وارد آن شود، کولار ممکن است آب را در امتداد الیاف جذب کرده و کامپوزیت را تضعیف کند.
۱۱. رنگآمیزی و بافت
آرامید در حالت طبیعی خود به رنگ طلایی روشن است، میتوان آن را رنگ کرد و اکنون در سایههای زیبای زیادی موجود است. فایبرگلاس نیز در نسخههای رنگی موجود است.فیبر کربنهمیشه سیاه است و میتواند با آرامید رنگی ترکیب شود، اما خودش را نمیتوان رنگ کرد.
زمان ارسال: 7 آگوست 2024