שופיפיי

חֲדָשׁוֹת

1. חוזק מתיחה
חוזק מתיחה הוא המאמץ המקסימלי שחומר יכול לעמוד בו לפני מתיחה. חלק מהחומרים שאינם שבירים מתעוותים לפני קריעה, אךסיבי קבלר® (ארמיד), סיבי פחמן וסיבי זכוכית אלקטרונית שבירים ונקרעים עם מעט עיוות. חוזק מתיחה נמדד ככוח ליחידת שטח (פאסל או פסקל).

2. צפיפות ויחס חוזק-משקל
כאשר משווים את הצפיפויות של שלושת החומרים, ניתן לראות הבדלים משמעותיים בשלושת הסיבים. אם מייצרים שלוש דגימות באותו גודל ומשקל בדיוק, מתברר במהירות שסיבי Kevlar® קלים הרבה יותר, כאשר סיבי פחמן נמצאים במקום השני.סיבי זכוכית אלקטרונייםהכבד ביותר.

3. מודול יאנג
מודול יאנג הוא מדד לקשיחות של חומר אלסטי ודרך לתיאור חומר. הוא מוגדר כיחס בין מאמץ חד-צירי (בכיוון אחד) לעיוות חד-צירי (דפורמציה באותו כיוון). מודול יאנג = מאמץ/עיוות, מה שאומר שחומרים עם מודול יאנג גבוה נוקשים יותר מאלה עם מודול יאנג נמוך.
קשיחותם של סיבי פחמן, קבלר® וסיבי זכוכית משתנה מאוד. סיבי פחמן נוקשים בערך פי שניים מסיבי ארמיד ופי חמישה מסיבי זכוכית. החיסרון של קשיחותם המצוינת של סיבי פחמן הוא שהם נוטים להיות שבירים יותר. כאשר הם נכשלים, הם נוטים לא להפגין עומס או עיוות רב.

4. דליקות ופירוק תרמי
גם קבלר® וגם סיבי פחמן עמידים לטמפרטורות גבוהות, ולשניהם אין נקודת התכה. שני החומרים שימשו בביגוד מגן ובבדים עמידים באש. פיברגלס יימס בסופו של דבר, אך הוא גם עמיד מאוד לטמפרטורות גבוהות. כמובן, סיבי זכוכית חלביים המשמשים בבניינים יכולים גם הם להגביר את עמידות האש.
סיבי פחמן ו-Kevlar® משמשים לייצור שמיכות או בגדים לכיבוי אש או ריתוך. כפפות קבלר משמשות לעתים קרובות בתעשיית הבשר כדי להגן על הידיים בעת שימוש בסכינים. מכיוון שהסיבים משמשים לעתים רחוקות בפני עצמם, גם עמידות החום של המטריצה (בדרך כלל אפוקסי) חשובה. כאשר מחומם, שרף האפוקסי מתרכך במהירות.

5. מוליכות חשמלית
סיבי פחמן מוליכים חשמל, אבל קבלר® וסִיבֵי זְכוּכִיתאין לעשות זאת. קבלר® משמש למתיחת חוטים במגדלי שידור. למרות שהוא אינו מוליך חשמל, הוא סופג מים ומים אכן מוליכים חשמל. לכן, יש למרוח ציפוי עמיד למים על קבלר ביישומים כאלה.

6. פירוק קרינת UV
סיבי ארמידיתפרקו באור שמש ובסביבות UV חזקות. סיבי פחמן או זכוכית אינם רגישים במיוחד לקרינת UV. עם זאת, מטריצות נפוצות כמו שרפי אפוקסי נשמרים באור שמש שם הם ילבינו ויאבדו מחוזק. שרפי פוליאסטר וויניל אסטר עמידים יותר בפני UV, אך חלשים יותר משרפי אפוקסי.

7. עמידות בפני עייפות
אם חלק מכופף ומיישר שוב ושוב, הוא בסופו של דבר ייכשל עקב עייפות.סיבי פחמןרגיש במידה מסוימת לעייפות ונוטה להיכשל באופן קטסטרופלי, בעוד ש-Kevlar® עמיד יותר לעייפות. פיברגלס נמצא איפשהו באמצע.

8. עמידות בפני שחיקה
Kevlar® עמיד מאוד בפני שחיקה, מה שמקשה על חיתוך, ואחד השימושים הנפוצים של Kevlar® הוא ככפפות מגן לאזורים שבהם ידיים עלולות להיחתך מזכוכית או במקומות בהם משתמשים בלהבים חדים. סיבי פחמן וזכוכית פחות עמידים.

9. עמידות כימית
סיבי ארמידרגישים לחומצות חזקות, בסיסים וחומרים מחמצנים מסוימים (למשל, נתרן תת-כלורי), אשר עלולים לגרום לפירוק סיבים. לא ניתן להשתמש באקונומיקה רגילה עם כלור (למשל, Clorox®) ובמי חמצן עם Kevlar®. ניתן להשתמש באקונומיקה עם חמצן (למשל, נתרן פרבוראט) מבלי לפגוע בסיבים של ארמיד.

10. תכונות הדבקה לגוף
כדי שסיבי פחמן, קבלר® וזכוכית יפעלו בצורה אופטימלית, הם חייבים להיות מוחזקים במקומם במטריצה (בדרך כלל שרף אפוקסי). לכן, יכולתו של האפוקסי להיקשר לסיבים השונים היא קריטית.
גם פחמן וגםסיבי זכוכיתיכול להידבק בקלות לאפוקסי, אך הקשר בין סיבי הארמיד לאפוקסי אינו חזק כרצוי, והידבקות מופחתת זו מאפשרת חדירת מים. כתוצאה מכך, הקלות שבה סיבי הארמיד יכולים לספוג מים, בשילוב עם הידבקות לא רצויה לאפוקסי, פירושה שאם פני השטח של הקומפוזיט קבלר® ניזוק ומים עלולים לחדור, אזי קבלר® עלול לספוג מים לאורך הסיבים ולהחליש את הקומפוזיט.

11. צבע ואריגה
ארמיד הוא זהב בהיר במצבו הטבעי, ניתן לצבוע אותו וכעת מגיע בגוונים רבים ויפים. פיברגלס מגיע גם בגרסאות צבעוניות.סיבי פחמןהוא תמיד שחור וניתן לערבב אותו עם ארמיד צבעוני, אך לא ניתן לצבוע אותו בעצמו.

תכונות חומר סיבים מחוזקים יתרונות וחסרונות של סיבי פחמן קבלר וסיבי זכוכית


זמן פרסום: 07-08-2024