1. Strekkfasthet
Strekkfasthet er den maksimale belastningen et materiale kan tåle før det strekkes. Noen ikke-sprø materialer deformeres før de brister, menKevlar® (aramid) fibre, karbonfibre og E-glassfibre er skjøre og brister med liten deformasjon. Strekkfasthet måles som kraft per arealenhet (Pa eller Pascal).
2. Tetthet og styrke-til-vekt-forhold
Når man sammenligner tetthetene til de tre materialene, kan man se betydelige forskjeller i de tre fibrene. Hvis man lager tre prøver med nøyaktig samme størrelse og vekt, blir det raskt tydelig at Kevlar®-fibre er mye lettere, med karbonfibre på god andreplass ogE-glassfibreden tyngste.
3. Youngs modulus
Youngs modul er et mål på stivheten til et elastisk materiale og er en måte å beskrive et materiale på. Det er definert som forholdet mellom enaksial (i én retning) spenning og enaksial tøyning (deformasjon i samme retning). Youngs modul = spenning/tøyning, som betyr at materialer med høy Youngs modul er stivere enn de med lav Youngs modul.
Stivheten til karbonfiber, Kevlar® og glassfiber varierer mye. Karbonfiber er omtrent dobbelt så stiv som aramidfibre og fem ganger stivere enn glassfibre. Ulempen med karbonfiberens utmerkede stivhet er at den har en tendens til å være mer sprø. Når den svikter, har den en tendens til å ikke vise mye tøyning eller deformasjon.
4. Brennbarhet og termisk nedbrytning
Både Kevlar® og karbonfiber er motstandsdyktige mot høye temperaturer, og ingen av dem har et smeltepunkt. Begge materialene har blitt brukt i verneklær og brannsikre stoffer. Glassfiber vil etter hvert smelte, men er også svært motstandsdyktig mot høye temperaturer. Frostede glassfibre som brukes i bygninger kan selvfølgelig også øke brannmotstanden.
Karbonfiber og Kevlar® brukes til å lage beskyttende brannslokkings- eller sveisetepper eller klær. Kevlarhansker brukes ofte i kjøttindustrien for å beskytte hendene når man bruker kniver. Siden fibrene sjelden brukes alene, er varmebestandigheten til matrisen (vanligvis epoksy) også viktig. Ved oppvarming mykner epoksyharpiksen raskt.
5. Elektrisk ledningsevne
Karbonfiber leder strøm, men Kevlar® ogglassfiberIkke gjør det. Kevlar® brukes til å trekke ledninger i sendertårn. Selv om det ikke leder strøm, absorberer det vann, og vann leder strøm. Derfor må et vanntett belegg påføres Kevlar i slike applikasjoner.
6. UV-nedbrytning
Aramidfibrevil brytes ned i sollys og miljøer med høy UV-stråling. Karbon- eller glassfibre er ikke veldig følsomme for UV-stråling. Noen vanlige matriser, som epoksyharpikser, blir imidlertid beholdt i sollys hvor de vil hvitne og miste styrke. Polyester- og vinylesterharpikser er mer motstandsdyktige mot UV, men svakere enn epoksyharpikser.
7. Tretthetsmotstand
Hvis en del gjentatte ganger bøyes og rettes ut, vil den til slutt svikte på grunn av utmatting.Karbonfiberer noe følsomt for utmatting og har en tendens til å svikte katastrofalt, mens Kevlar® er mer motstandsdyktig mot utmatting. Glassfiber er et sted midt imellom.
8. Slitasjemotstand
Kevlar® er svært slitesterk, noe som gjør det vanskelig å skjære i det, og en av de vanlige bruksområdene for Kevlar® er som beskyttelseshansker for områder der hender kan bli kuttet av glass eller der skarpe kniver brukes. Karbon- og glassfibre er mindre motstandsdyktige.
9. Kjemisk resistens
Aramidfibreer følsomme for sterke syrer, baser og visse oksidasjonsmidler (f.eks. natriumhypokloritt), som kan forårsake fibernedbrytning. Vanlig klorblekemiddel (f.eks. Clorox®) og hydrogenperoksid kan ikke brukes med Kevlar®. Oksygenblekemiddel (f.eks. natriumperborat) kan brukes uten å skade aramidfibre.
10. Kroppsbindingsegenskaper
For at karbonfibre, Kevlar® og glass skal fungere optimalt, må de holdes på plass i matrisen (vanligvis en epoksyharpiks). Derfor er epoksyens evne til å binde seg til de ulike fibrene avgjørende.
Både karbon ogglassfibrekan lett feste seg til epoksy, men aramidfiber-epoksybindingen er ikke så sterk som ønsket, og denne reduserte adhesjonen tillater vanninntrengning. Som et resultat betyr den enkle måten aramidfibre kan absorbere vann på, kombinert med den uønskede adhesjonen til epoksy, at hvis overflaten på kevlar®-kompositten blir skadet og vann kan komme inn, kan Kevlar® absorbere vann langs fibrene og svekke kompositten.
11. Fargelegging og veving
Aramid er lys gull i sin naturlige tilstand, det kan farges og finnes nå i mange fine nyanser. Glassfiber finnes også i fargede versjoner.Karbonfiberer alltid svart og kan blandes med farget aramid, men den kan ikke farges i seg selv.
Publisert: 07.08.2024