стеклопластик или углепластик что лучше
Стеклопластик или углепластик что лучше
Стеклопластик самый часто встречающийся и как следствие, он самый не дорогой из композитных материалов. Однако, несмотря на свою стоимость, хороший стеклопластик обладает почти такими же прочностными характеристиками, как кевлар или карбон только процентов на 50 — 70 тяжелее. Удельный вес формованного стекловолокна находится в районе 2,5 кг на дм3, а удельная прочность превосходит даже сталь в 1,5 — 2 раза.
Стекловолокно производиться, как в виде простых однонаправленных волокон, так и в стеклотканях. Стеклоткань содержит различное плетение с разной прочностью в перпендикулярных плоскостях.
На рынке встречаются разные типы стекломатов и стеклохолстов, в которых волокна располагаются хаотично или образованны одной сплошной непрерывной прессованной нитью. При изготовлении стеклоткани применяется парафин и если она формуется в таком виде, то высоких прочностных характеристик добиться не получиться.
Таким образом необходимо отжигать стекловолокно в муфельной печи до абсолютного удаления парафина, или использовать уже отожженную стеклоткань для эпоксидной смолы. Что пожалуй является лучшим решением. Стоимость стекловолокна в зависимости от плетения и толщины продукции изменяется в довольно широких пределах. То бишь цена может различаться на порядок.
Больше всего заплатить придется за очень тонкие листы, так как их продают погонными метрами и чтобы приобрести килограмм стеклоткани с толщиной 0.02 мм необходимо отмотать 50 погонных метров.
Подробно ознакомиться со всем необходимым для производства углепластика и стеклопластика методами ручного и вакуумного формования, инфузии, автоклавного и печного формования можно тут https://shopnewcomposite.ru/
Углеродное волокно, карбон, углепластик
Карбон имеет волокна черного цвета, которые содержат множество нитей с толщиной от 0,005 до 0,010 мм, с очень большой прочностью. Сами по себе такие ткани не применяются, а используются, как сырье, которое пропитывается эпоксидной смолой. В последствии застывший материал приобретает очень высокую прочность при этом он еще и легкий.
Прочностные характеристики некоторых видов углепластика даже выше высокопрочной стали марки 25ХГСА и при этом обладает гораздо меньшим весом. Разница по весу отличается в 4 — 6 раз.
Чтобы избежать склеивания изделия с матрицей, на нее нужно нанести слой разделителя. В качестве самого разделителя может применяться воск, мыло, эдельвакс, циатим-221 и кремнеорганические смазки.
Углеродное волокно имеет очень большую стоимость и полученные на его основе детали получаются соответственно тоже дорогими. Стоит учитывать, что в домашних условиях сделать такой же прочный углепластик, как на заводе, вряд ли получится, так как для высококачественного формования крупных изделий, потребуется большой вакуумный автоклав, который позволяет формовать в вакууме и при заданной часто высокой температуре.
Когда эпоксидная смола застывает при комнатной температуре, то изделие не набирает и половины такой прочности, которую получило бы при полимеризации, с заданной картой температур, в вакуумном автоклаве.
Разница между углеродным волокном и стекловолокном
Разница между углеродным волокном и стекловолокном
И углеродное волокно, и стекловолокно являются обычно используемыми материалами, и между этими двумя материалами имеются зазоры. Давайте посмотрим на различия между углеродным волокном и стекловолокном.
Состав: углеродное волокно обычно получают путем предварительного окисления и карбонизации полиакрилонитрильного волокна. Основным компонентом является углерод, не менее 90%. Стекловолокно изготавливают из стекла в качестве сырья, обрабатывают путем растворения при высокой температуре, волочения, намотки и т.д., при условии, что в состав входит диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид бора, оксид магния, оксид натрия и тому подобное.
Основа: Мы знаем, что и углеродное волокно, и стекловолокно используются в виде композиционных материалов для формования. Углеродное волокно может быть объединено со смолой, металлом и неорганическими неметаллическими материалами, чтобы сформировать композитный материал, и большая часть стекловолокна объединена со смолой, чтобы сформировать армированный стекловолокном пластик.
Эксплуатационные характеристики: отличительная маркировка из углеродного волокна легкая и высокая, что позволяет добиться снижения веса конструкции при одновременном удовлетворении прочности использования. Кроме того, он обладает высоким модулем, малым коэффициентом теплового расширения, высокой термостойкостью, коррозионной стойкостью, отличной конструкцией и возможностью пропускания рентгеновских лучей. Преимущество высокой скорости чрезмерного нанесения велико, но недостаток углеродного волокна в том, что оно хрупкое. Рабочие характеристики стекловолокна имеют определенное расстояние по сравнению с углеродным волокном, и преимущество заключается в высокой механической прочности и высокой изоляции, а недостатком является низкая износостойкость.
Использование: материалы из углеродного волокна широко используются в аэрокосмической, военной, автомобильной, спортивной и развлекательной отраслях. Стекловолокно также используется в этих областях. Разница в том, что использование углеродного волокна выше.
Кратко о композитных изделиях из стеклопластика и углепластика
Часть 1. Поскольку статья получилась внушительных размеров, разбили ее на две части. В данной части затрагиваются вопросы свойствах и преимуществах изделий из стеклопластиков и углепластиков, поскольку на сегодняшний день изделия из композитных материалов приобретают все большую популярность и распространенность в различных сферах деятельности начиная от изделий для повседневного быта и заканчивая атомными станциям.
ОПИСАНИЕ СТЕКЛОПЛАСТИКОВ И УГЛЕПЛАСТИКОВ:
Стеклопластик/углепластик — композитный материал, который состоит из наполнителя в виде стеклянных либо угольных нитей, жгутов (так называемого роввинга), тканей и матов, связующим которого выступают синтетические полимерные смолы. Так же распространено применение рубленого волокна.
Основными полимерными смолами в качестве связующего выступают:
полиэфирные смолы
феноло-формальдегидные смолы
эпоксидные смолы
кремний-органические смолы
полиимиды
алифатические полиамиды
поликарбонаты
и др.
СВОЙСТВА СТЕКЛОПЛАСТИКОВ И УГЛЕПЛАСТИКОВ:
Для стеклопластиков и углепластиков свойственна комбинация высоких прочностных, диэлектрических свойств, сравнительно низкой плотности и теплопроводности, высокой атмосферной, водной и химической стойкости. Характеристики наполнителя, стабильность его связей со связующим, а также температура обработки и эксплуатация изделия по большей части определяет механические свойства готового продукта.
Внушительными прочностными характеристиками и твердостью, обладают такие изделия из стеклопластиков и углепластиков, которые содержат ориентированно расположенные непрерывные волокна.
Стеклопластик и углепластик характеризуется крайне ценными свойствами, которые по праву дают ему им возможность называться одним из материалов будущего. Далее мы перечислили, некоторые из них:
Удельный вес стеклопластиков колеблется от 1,6 до 2,1 г/см3, углепластики могут быт еще легче вплоть до 1,5 г/см3. Один из наиболее легких металлов алюминий, имеет удельный вес 2,7 г/см3, а удельный вес стали значительно превышает эти отметки, и составляет – 7,8 г/см3.
Получается, что при такой разнице в весе по отношению к металлам и имея высокие прочностные показатели, композитные изделия из стеклопластиков и углепластиков могут значительно снизить потребление энергии за счет снижения веса к примеру того же самого электро-автомобиля, а об эффективности применения композитов в летательных аппаратах от БПЛА до Космических аппаратов!
Немаловажным фактором низкого веса изделий является и снижение логистической нагрузки, к примеру композитные перильные ограждения из стеклопластика гораздо легче аналогичных изделий из металла, при этом по прочностным характеристикам совершенно им не уступают, а в отношении эксплуатационных показателей, гораздо превышают их.
Стеклопластики обладают хорошими показателями электроизоляционной защиты, поэтому сейчас их активно применяют в различных отраслях энергетики, примером таких изделий служат стеклопластиковые кабельные лотки.
Углепластик напротив является хорошим токопроводником, поэтому получил распространение в нагревательных элементах, в том числе походного типа, самая обычная верхняя одежда с вшитыми тонкими пластинами углепластика подключенного к переносному источнику питания позволяет поддерживать на достаточно долгом уровне тепло!
Применение ряда полиэфирных смол позволяют получить изделия из стеклопластиков и углепластиков стойких к различным агрессивным средам, в том числе к воздействию концентрированных кислот и щелочей. Примером применения служат композитные лестничные трапы для химических производств и система
Окрашивание стеклопластиковых изделий происходит в момент формирования изделия, применение дополнительных стабилизаторов и устойчивых к УФ излучению красителей позволяют сохранять цвет изделия в течении долгого времени.
Углепластик по определению естественно черный.
При своем малом весе, стеклопластик характеризуется высокими физико-механическими свойствами.
Стеклопластиковые изделия сами по себе обладают низкой теплопроводностью, однако и их теплоизоляционные свойства можно повысить путем изготовления конструкции типа «сендвич», используя пористые материалы типа пенопласта. Благодаря такой комбинации можно добиться дополнительно еще и снижения звукопроницаемости.
Существует множество способов и технологий для производства изделий из стеклопластика, одни требуют достаточно серьёзных первоначальных вложений, в другие почти не придется вкладываться. К примеру при ручном формовании изделий из стеклопластика требуется матрица и небольшой набор ручных инструментов. При этом матрица может быть изготовлена практически из любого материала начиная от дерева и заканчивая металлом. В данном случае при выборе материала изготовления необходимо лишь понимать, какое кол-во изделий вы собираетесь снять с одной оснастки.
Как выбрать удилище?
И хотя для каждого вида ловли существуют свои собственные нюансы, мы попробуем дать общие советы, справедливые для абсолютно всех видов удилищ, и расскажем о базовых понятиях. О выборе удилища под конкретный вид ловли вы можете прочитать в других наших статьях, список которых находится здесь :
Материал удилища
От материала удилища зависит очень многое, от цены и веса, до способности вываживания трофея, чувствительности, жесткости подсечки и количества сходов.
На данный момент в качестве популярных материалов наиболее распространены карбон, фибергласс, и их комбинации, называемые композитом. Разберем поподробнее:
В качестве материала для первого удилища для новичка обычно рекомендуют фибергласс или композит, потому что углепластик гораздо дороже, достаточно капризен в уходе, и в неопытных руках довольно хрупок.
Конструкция удочки
Есть 3 основные устоявшиеся конструкции: телескоп, штекер и монобланк. Все они имеют свои плюсы и минусы, и подходят для разных видов ловли:
В выборе конструкции удилища чаще всего руководствуются деньгами: штекер как правило дороже телескопа похожего класса. Размеры тоже имеют некоторое значение, иногда компактность телескопических удилищ может оказаться решающим фактором в выборе.
Строй удилища
Сложная характеристика, описывающая работу удилища. Грубо говоря, это то, насколько сильно сгибается удилище при забросе и вываживании. Для разных видов ловли существует своя собственная, более конкретная классификация, а здесь мы коснемся лишь общих тезисов.
Хотя для каждого из видов ловли существуют свои нюансы, для новичков можно посоветовать простой выбор: для ловли хищной рыбы на спиннинг подойдут быстрые и очень быстрые бланки, а для ловли мирной рыбы в большинстве дисциплин подойдут удилища среднего строя.
Тест удилища
Выбор удилища по виду ловли
В каждом виде ловли есть свои тонкости и нюансы при выборе удилища, и если вы уже определились с тем, какой вам больше нравится, то читайте наши гайды по выбору:
Кевлар, карбон, стекловолокно, стоимость и свойства
Стекловолокно, стеклопластик, fiberglass
При производстве стеклоткани используется парафин и если формовать ее в таком виде, то хороших прочностных характеристик вам не видать. Поэтому стекловолокно необходимо отжечь до полного удаления парафина в муфельной печи, либо приобретать уже отожженную «стеклоткань для эпоксидной смолы». Что настоятельно рекомендуется. Стоимость 1 кг стекловолокна в зависимости от толщины и плетения изделия варьируется от 500 до 5000 руб. Более дорогими получаются очень тонкие листы, так как они продаются погонными метрами и чтоб купить килограмм стеклоткани толщиной 0.02 мм придется отмотать 50 погонных метров ткани.
Карбон, углеродное волокно, углепластик, carbon
Прочность карбона в основном зависит от качества применяемой эпоксидной смолы. Самые лучшие углеткани продаются уже пропитанными смолой, остается только уложить их в форму и отправить в автоклав для застывания.
Изготовление формы: Чтобы изготовить простейшую матрицу необходимо иметь готовый по форме образец бампера, капота либо любой другой детали изготовленных из любого материала, либо используя готовый заводской образец. Для избежания прочного склеивания образца с будущей матрицой, ее необходимо промазать слоем разделителя. В качестве разделителя может служить мыло, эдельвакс, воск растворенный в бензине, Циатим-221, кремнеорганические смазки. В качестве основы для матрицы, можно использовать монтажную пену, гипс, а также композитные материалы. Если матрица выполняется из композитных материалов, то самым дешевым ее источником является стекловолокно пропитанное обычной эпоксидной смолой. Если матрица имеет сложную форму, то ее приходится делать разъемной, в одном или нескольких местах. Места разъема должны быть зафиксированы и иметь точную позицию друг относительно друга. Лучше всего подходит штифтовое позициолнирование с последующим скреплением болтами.
Все монококи самых современных суперкаров и формулы один, выполняются с использованием углеродного волокна, для большей прочности в конструкцию добавляют титановые и сотовые структуры. Именно из за карбоновой конструкции эти автомобили так дороги. Мало того, что сам материал не дешев, так еще и все производство происходит практически полностью в ручном режиме.
В домашних условиях изготовить такой же прочный карбон как и в заводских, скорей всего не получится, так как для качественного формования крупных деталей, понадобиться большой вакуумный автоклав, позволяющий формовать в вакууме и при заданной иногда немалой температуре, более 150 градусов. 
Эпоксидные смолы застывающие при комнатных температурах не обладают и половиной той прочности, нежели полимеризованные с заданной картой температур, в условиях вакуумного автоклава.
Небольшой список компаний производящих carbon:
Toray
Nippon Graphite Fiber Corporation
FORMAX
Porcher Industries
Seal SpA
SGL Group
Mapei
Zoltek
Saertex
Ballar
Hexcel Corporation
Taiwan Electric Insulator
A&P Technology
FTS SpA
Epotech
Zyvex Technologies
Isovolta AG
Пара-арамидное волокно желтоватого цвета, обладающее очень высокой прочностью. Прочность на разрыв до 360 килограмм на миллимметр квадратный. Искусственный аналог приближенный к паутине, или хотя бы созданный при попытках воспроизвести подобный материал. Прочность на разрыв в 3 раза выше прочной стали при той же толщине. Но удельный вес стали в пять раз выше, следовательно при одном и том же весе материалов, кевлар будет в 15 раз прочнее. Спектр применения очень велик. Волокна применяются для армирования резины в автомобильных покрышках, армирование электро-кабелей. Отдельными нитями усиливают ткани различной спец одежды, кевларовые ткани применяются в использовании бронежилетов. Кевларовые перчатки защищают руки от повышенных температур и повреждений острыми предметами. В качестве композитных материалов кевларовые волокна применяют в основном в смеси с другими материалами: угле и стекловолокном. Прочность кевлара на растяжение в 3 раза выше чем у стекловолокна но при этом он в два раза легче. Кевлар продается в нитях, тканях, лентах и цена за килограм примерно такая же как и у карбона около 5000 руб за килограмм. Расброс цен здесь гораздо выше, так как кевлар используется не только в качестве композиционных материалов, ткани и ленты имеют цену еще и как изделие, а не только как сырье. Например баллистические ткани для бронежилетов.
Сравнение удельного веса армирующих волокон и разрывной прочности.