Вуглецеве волокно проти. Склопластикові трубки: що краще?

Чи знаєте ви різницю між вуглецевим волокном та скловолокном? А чи знаєте ви, чи один кращий за інший?

Склопластик, безумовно, є старшим із двох матеріалів. Її створено шляхом плавлення скла та екструзії його під високим тиском, а потім поєднання отриманих ниток матеріалу з епоксидною смолою для створення того, що називається армованим волокнами пластиком (FRP).

Вуглецеве волокно складається з атомів вуглецю, зв’язаних між собою довгими ланцюгами. Потім тисячі волокон поєднуються, утворюючи джгут (він же нитки зв’язаних волокон). Ці джгути можна сплести, щоб створити тканину, або розправити, щоб створити “односпрямований” матеріал. На цьому етапі він поєднується з епоксидною смолою для виробництва всього, починаючи від труб і плоских пластин, закінчуючи гоночними автомобілями та супутниками.

Цікаво відзначити, що скловолокно та вуглецеве волокно демонструють подібні характеристики керування і можуть виглядати схоже, якщо у вас склопластик, пофарбований у чорний колір. Лише після виготовлення ви починаєте бачити, що розділяє два матеріали: а саме міцність, жорсткість і незначну вагу (вуглецеве волокно трохи легше скловолокна). Щодо того, чи є один кращий за інший, відповідь – „ні”. Обидва матеріали мають свої плюси і мінуси залежно від застосування.

СТВЕРДІСТЬ
Склопластик, як правило, є більш гнучким, ніж вуглецеве волокно, і коштує приблизно в 15 разів дешевше. Для застосувань, для яких не потрібна максимальна жорсткість, таких як резервуари для зберігання, будівельна ізоляція, захисні шоломи та панелі кузова – склопластик є кращим матеріалом. Склопластик також часто використовується у великих обсягах, де пріоритетом є низька собівартість.

СИЛА
Вуглецеве волокно справді блищить щодо своєї міцності на розрив. Як сире волокно воно лише трохи міцніше скловолокна, але стає неймовірно міцним у поєднанні з правильними епоксидними смолами. Насправді вуглецеве волокно міцніше багатьох металів, якщо його виготовити правильно. Ось чому виробники всього, від літаків до човнів, охоплюють вуглецеве волокно замість металевих та склопластикових альтернатив. Вуглецеве волокно забезпечує більшу міцність на розрив при меншій вазі.

СТІЙКІСТЬ
Там, де довговічність визначається як “в’язкість”, склопластик виходить безперечним переможцем. Хоча всі термопластичні матеріали порівняно міцні, здатність склопластику протистояти більшому покаранню безпосередньо пов’язана з його гнучкістю. Вуглецеве волокно, звичайно, більш жорстке, ніж скловолокно, але ця жорсткість також означає, що воно не таке міцне.

ЦІНУВАННЯ
Ринки як вуглецевого волокна, так і склопластикових труб і листів різко зросли за ці роки. З урахуванням сказаного, склопластикові матеріали використовуються в набагато ширшому застосуванні, в результаті чого виробляється більше склопластику, а ціни нижчі.

До різниці в цінах додається реальність того, що виготовлення вуглецевих волокон є складним і трудомістким процесом. На відміну від цього, екструдування розплавленого скла для формування склопластику порівняно легко. Як і в усьому іншому, складніший процес – дорожчий.

Зрештою, склопластикові труби ні кращі, ні гірші, ніж альтернатива вуглецевому волокну. Обидва продукти мають додатки, які вони перевершують, і все полягає у пошуку потрібного матеріалу для ваших потреб.

Майже 15 років виробничого досвіду є гарантією якості нашої продукції.

Що таке склопластик: властивості та застосування

У різних галузях промисловості у разі необхідності використовувати матеріал, стійкий до механічного впливу та корозії, вибір зупиняється на композитах, тому розглянемо докладніше, що таке склопластик, його властивості, склад та сферу застосування. Знаючи технічні параметри, фізичні властивості та компоненти матеріалу, можна підібрати оптимальний варіант, що точно підходить для реалізації певного проєкту та виготовлення продукції високої якості з потрібними експлуатаційними характеристиками.

Поняття склопластику

Знаючи технологію виготовлення склопластику, що це таке зрозуміти нескладно, тому що матеріал складається зі скловолокна та сполучної епоксидної смоли, які надають композиту унікальних властивостей, міцності та стійкості до різних зовнішніх факторів. Волокна забезпечують механічну міцність, а смола, що використовується для просочення, забезпечує стійкість до збереження форми без ризиків пошкодження.

У разі потреби використовувати матеріал, що має високу термостійкість та стійкість до впливу хімічних речовин, склопластик перевершує за властивостями АБС листовий пластик, який є гарним варіантом для бюджетних проєктів. Важливо пам’ятати, що для виробів з ідеально гладкою поверхнею, які планується забарвлювати, оптимальним варіантом буде пластик АБС.

Особливістю склопластику є його гігроскопічність та схильність до зносу у разі частого тертя. Для додаткового захисту поверхні може бути нанесений ПВХ шар, який запобігає механічним пошкодженням. Ви можете детальніше дізнатися, що таке ПВХ, щоб підібрати найкращий за властивостями та параметрами варіант.

Загальні характеристики

Завдяки компонентам, що входять до складу, формуються ключові характеристики склопластику, які ми розглянемо детальніше, адже вони безпосередньо впливають на експлуатаційні властивості готових виробів. Важливо звернути увагу на такі властивості склопластику:

• питома вага 0,4 до 1,8 г/см³, що забезпечує легкість матеріалу;
• діелектричні властивості, що дозволяють використовувати матеріал як ізолятор;
• стійкість до корозії та впливу агресивних середовищ;
• легко фарбується, зберігаючи постійний зовнішній вигляд тривалий час;
• за міцністю перевершує деякі сплави кольорових металів та сталь;
• низька теплопровідність, що робить матеріал відмінним утеплювачем;
• стійкість до впливу температур, тому склопластик можна користуватися при різних температурних режимах без ризиків погіршення основних характеристик.

Склопластик у порівнянні з АБС пластиком стійкий до експлуатації в агресивних середовищах. Наприклад, якщо взяти шматок ABS-пластика, цей матеріал вразливий до впливу високих температур, тому для екстремальних умов кращим варіантом буде склопластик.

Як було зазначено вище, питома вага склопластику нижче, ніж в металів за умови аналогічної міцності, що робить цей матеріал хорошим рішенням виготовлення елементів корпусу автомобілів чи човнів. Така міцність та жорсткість досягається внаслідок скловолокон, що забезпечують механічну стійкість для легких конструкцій.

Що входить до складу склопластику: навіщо епоксидні матеріали

Залежно від бажаних властивостей до складу склопластику можуть додаватися різні компоненти, тому можна виділити конструкційні, радіопрозорі, термостійкі та мікросферотекстоліти. Розглянемо кожну групу детальніше:

• Конструкційні склопластики у складі містять армувальні наповнювачі та сполучні компоненти, які забезпечують міцність при розтягуванні, стисканні та згинанні.
• Термостійкі пластики містять поліамідні та фенолоформальдегіднофурфулові сполучники, що забезпечують стійкість до температур до 300 градусів без ризику порушення фізико-хімічних властивостей.
• Радіопрозорі пластики виготовляються з використанням кремнійорганічних сполучних та кварцової тканини. Склотканина забезпечує високі діелектричні властивості.
• Мікросферотекстоліти мають у складі фенольні та епоксидні сполучні, які надають матеріалу підвищену термостійкість та діелектричні властивості.

Часто для отримання міцних композитів пластик АБС може використовуватися як композиційний матеріал. З хімічної точки зору матеріал ABS це двофазна система, одержувана методом кополімеризації мономерів. АБС сополімер належати до інженерних пластиків, на основі яких випускаються високоміцні композити.

Фізичні властивості склопластику: порівняння з іншими матеріалами

Враховуючи універсальні властивості склопластику та велику популярність із різних галузей промисловості, пропонуємо порівняти його з іншими матеріалами, щоб виділити головні переваги. Порівнюючи склопластик за різними параметрами з алюмінієм, сталлю, бетоном та деревом, можна виділити підвищену легкість, міцність та стійкість до зовнішнього впливу.

З великої групи інженерних пластиків склопластик займає провідні позиції щодо універсальності. Якщо вас цікавить як відрізнити ABS від PLA, детальніше про це почитайте статтю за посиланням, де описані властивості, технічні характеристики, а також застосування цих матеріалів. Кожен пластик має особливі властивості внаслідок унікального складу, тому це дозволяє підібрати відповідний варіант залежно від потреб та специфіки умов експлуатації.

Зверніть увагу на такі переваги склопластику в порівнянні з різними матеріалами:

• порівняно зі сталлю – менша вага, стійкість до корозії, легке формування складних форм;
• порівнюючи з алюмінієм – кращі теплоізоляційні властивості, легший та міцніший, може бути ізолятором;
• в порівнянні з деревом – не схильний до впливу вологи, перевершує за механічними властивостями, більш довговічний;
• порівнюючи з бетоном – легше за високої міцності, полегшує процес транспортування.

Попри відмінні механічні властивості склопластику, в деяких випадках можуть знадобитися інші матеріали. Наприклад, склопластик схильний до зносу через тертя, тому для певних деталей і елементів конструкції кращим рішенням може бути поліацеталь, який стійкий до зносу. Детальніше дізнатися про поліацеталь що це, які унікальні властивості має і де застосовується, ви можете в нашому блозі.

Виготовлення виробів зі склопластику: огляд від компанії Elektroplast

Внаслідок описаних вище властивостей і характеристик у склопластику застосування досить широке та різноманітне, що охоплює різні галузі промисловості. Цей матеріал знайшов своє застосування у будівництві, транспортній промисловості, енергетиці, а також виробництві спортивних та господарських товарів.

Зверніть увагу, що роблять зі склопластику вироби, що застосовуються в різних галузях промисловості та побуті:

• будівельні панелі та огорожі, стійкі до впливу навколишнього середовища;
• фасадні елементи для облицювання будівель;
• кузовні частини автомобілів для зменшення ваги транспортного засобу;
• лопаті вітрогенераторів, стійкі до агресивного впливу природних факторів;
• резервуари та труби для зберігання та транспортування хімічних речовин;
• каяки, аксесуари для серфінгу, елементи яхт та катерів;
• садові меблі, басейни та штучні ставки.

Залежно від специфіки запланованих умов використання виробу у виробництві застосовується відповідний тип склопластику.

Застосування рідкого склопластику: області використання

Ми детально розглянули жорсткий матеріал склопластик, який можна назвати універсальним і незамінним матеріалом. З недоліків варто виділити утворення токсичного пилу у разі механічної обробки чи шліфування. В такому разі альтернативою буде рідкий склопластик.

Зрозуміти що таке рідкий склопластик нескладно, оскільки це аналогічний за складом матеріал, але твердне після нанесення на оброблювану поверхню. В результаті покриття високоміцне та стійке до агресивної дії. Рідкий склопластик застосовується там, де важливі міцність, стійкість та формування у складні структури.

У цій статті ми докладно розглянемо обидва типи пластиків та особливості їх використання у промисловості.