Знаете ли вы разницу между углеродным волокном и стекловолокном? И знаете ли вы, лучше ли одно другого?
Стекловолокно определенно является более старым из двух материалов. Его создают путем плавления стекла и экструзии его под высоким давлением, а затем объединения полученных нитей материала с эпоксидной смолой для создания так называемого армированного волокном пластика (FRP).
Углеродное волокно состоит из атомов углерода, связанных между собой в длинные цепи. Затем тысячи волокон объединяются в жгут (т.е. пряди из связанных волокон). Эти жгуты можно сплести вместе, чтобы получилась ткань, или разложить их ровно, чтобы создать «однонаправленный» материал. На этом этапе его объединяют с эпоксидной смолой для изготовления всего: от трубок и плоских пластин до гоночных автомобилей и спутников.
Интересно отметить, что необработанное стекловолокно и углеродное волокно демонстрируют схожие характеристики управляемости и могут выглядеть одинаково, если у вас есть стекловолокно, окрашенное в черный цвет. Только после изготовления вы начнете видеть, что отличает эти два материала: а именно прочность, жесткость и, в небольшой степени, вес (углеродное волокно немного легче стекловолокна). Что касается того, лучше ли один из них, чем другой, ответ — «нет». Оба материала имеют свои плюсы и минусы в зависимости от применения.
ЖЕСТКОСТЬ
Стекловолокно имеет тенденцию быть более гибким, чем углеродное волокно, и примерно в 15 раз дешевле. Для применений, которые не требуют максимальной жесткости – например, резервуаров для хранения, изоляции зданий, защитных касок и панелей кузова – предпочтительным материалом является стекловолокно. Стекловолокно также часто используется в больших объемах производства, где низкая стоимость единицы продукции является приоритетом.
СИЛА
Углеродное волокно действительно поражает своей прочностью на разрыв. Необработанное волокно лишь немного прочнее стекловолокна, но становится невероятно прочным в сочетании с подходящими эпоксидными смолами. На самом деле, при правильном изготовлении углеродное волокно прочнее многих металлов. Вот почему производители всего, от самолетов до лодок, предпочитают углеродное волокно альтернативам металлу и стекловолокну. Углеродное волокно обеспечивает большую прочность на разрыв при меньшем весе.
ПРОЧНОСТЬ
Там, где долговечность определяется как «прочность», стекловолокно оказывается явным победителем. Хотя все термопластические материалы сравнительно прочны, способность стекловолокна выдерживать более серьезные нагрузки напрямую связана с его гибкостью. Углеродное волокно, безусловно, более жесткое, чем стекловолокно, но эта жесткость также означает, что оно не такое прочное.
ЦЕНА
Рынки труб и листов как из углеродного, так и из стекловолокна за последние годы резко выросли. При этом стекловолоконные материалы используются в гораздо более широком спектре применений, в результате чего производится больше стекловолокна, а цены снижаются.
К разнице в цене добавляется тот факт, что производство углеродных волокон — сложный и трудоемкий процесс. Напротив, экструзия расплавленного стекла для получения стекловолокна сравнительно проста. Как и во всем остальном, чем сложнее процесс, тем дороже.
В конце концов, трубки из стекловолокна не лучше и не хуже альтернативы из углеродного волокна. У обоих продуктов есть области применения, в которых они превосходны, все дело в поиске подходящего материала для ваших нужд.
Время публикации: 24 июня 2021 г.