Een speciaal hoogtepunt op met basalt en aramidevezel versterkt plastic

Vezelversterkte kunststof is een mengsel van versterkende vulstoffen en kunststofharsen die matrixen worden genoemd. Deze techniek verhoogt de treksterkte en buigmodulus van het composiet. Deze vulstoffen verhogen ook de warmte-afbuigingstemperatuur van een materiaal en zorgen er ook voor dat het bestand is tegen krimp en kromtrekken. De mate waarin deze eigenschappen worden versterkt, hangt af van de mechanische eigenschappen van de vezel en de matrix, hun volume ten opzichte van elkaar en de lengte en oriëntatie van de vezel binnen de matrix. Veel organische en anorganische vulstoffen worden gebruikt om vezelversterkte kunststoffen te maken. Je hebt misschien wel eens gehoord van koolstofvezel, aangezien het momenteel steeds meer wordt gebruikt in de auto-industrie en vaak in het nieuws is. Maar er zijn nog tal van andere nuttige vezelversterkte polymeren! In deze post richten we ons op de vezelachtige minerale vulstof Basalt en kunstmatige aramidevezels zoals Kevlar. ^TM  

Basaltvezels

Basaltvezels komen voor in vulkanisch gesteente. Het zijn extreem fijne vezels gemaakt van basalt gewonnen uit een steengroeve die zijn verpletterd, gewassen en gesmolten zonder andere materialen toegevoegd. Basalt is samengesteld uit de mineralen plagioklaas, pyroxeen en olivijn. Om de vezels te maken, wordt basalt gesmolten bij een temperatuur van ongeveer 1400 ° C (2550 ° F) en vervolgens geëxtrudeerd door kleine mondstukken om continue filamenten te produceren. Van basaltvezels is bekend dat ze een uitstekende corrosieweerstand, hoge slijtvastheid en inherente brandwerendheid hebben. Het staat er ook om bekend dat het zijn prestaties bij lage temperaturen behoudt en niet degradeert onder UV- of elektromagnetische straling. Vóór 1995 werd basaltvezeltechnologie die werd gebruikt in militaire en ruimtevaarttoepassingen geclassificeerd door de Amerikaanse regering.

De sterkte van basalt is hoger dan die van glasvezel en koolstofvezel en is net iets minder dan die van staal. Basaltcomposietkunststoffen zijn ook meer waterbestendig en chemisch stabiel. Basalt wordt gebruikt als vervanging voor asbest omdat het brandveilig is en de filamentdiameter van de vezels ver boven de menselijke ademhalingslimiet ligt. Het wordt gebruikt in carrosserieën, sportuitrustingen, scheepsrompen, windmolenbladen, betonwapening, camerastatieven en meer.

Aramidevezels

Aramidevezels zijn synthetisch en gemaakt van een familie die bekend staat als aromatische polyamiden. De Federal Trade Commission definieert aramidevezels als een vervaardigde vezel waarin de vezelvormende stof een synthetisch polyamide met lange keten is waarin ten minste 85% van de amidebindingen (-CO-NH-) direct aan twee aromatische ringen zijn bevestigd. Een van de bekendste is Kevlar™ vanwege het gebruik in de beschermende vesten die door de politie en het leger worden gedragen. Aramidevezels werden voor het eerst ontwikkeld door DuPont in 1965 en kwamen in 1973 op de markt. Andere aramidevezels zijn bekend onder de volgende handelsnamen:Nomax, Conex, Arawin, New Star, X-Fiper en Kermel.

Kevlar™ is gemaakt met behulp van een speciale weefmethode die het aramideweefsel wordt genoemd. Het is bestand tegen corrosie en hitte. Het is zeer licht van gewicht en is zowel sterk als flexibel. Het heeft geen smeltpunt maar begint af te breken bij 500°C. Kevlar™ heeft een chemische structuur waarin de bindingen langs de vezelas zijn uitgelijnd. Deze constructie geeft aramide superieure sterkte, naast flexibiliteit en slijtvastheid. Chloor zorgt ervoor dat Kevlar afbreekt, waardoor het een van de weinige stoffen is die dit sterke materiaal kan beschadigen.

Kevlar wordt gebruikt om kogelvrije vesten en kogelvrije vesten te maken. Het wordt ook gebruikt om fietsframes en bootrompen te maken en wordt gebruikt om remblokken en voeringen te vervangen in plaats van asbest. Een andere variant van dit materiaal, Nomex™ genaamd, wordt gebruikt om vuurvaste pakken, helmen en handschoenen te maken. Aramides worden ook gebruikt om snaren te maken voor tennisrackets, hockeysticks, hardloopschoenen en ski's.

Andere anorganische versterkende vezels zijn glas, koolstof en boor. Houd ons in de gaten voor een bericht over deze vezelversterkte polymeren in de komende weken.

Vragen? Laat het me weten in de comments hieronder.

Op zoek naar meer informatie over zeer sterke kunststoffen? Download onze gratis gids.