Пултрузионные профили

Из-за относительно меньшего диаметра прядей углеродное волокно весит примерно вдвое меньше стекловолокна. Однако эта разница может быть не столь существенной при сравнении эквивалентных кусков пултрудированного стекловолокна и пултрузионного углеродного волокна, поскольку смола добавляет значительный объем, обычно перевешивая сами волокна в обоих случаях.
Углеродное волокно также обладает большей прочностью, чем стекловолокно. Однако, как и в случае с разницей в весе, эта разница в силе сама по себе не обязательно является значимым фактором.
Например, углеродное волокно имеет прочность волокна 4127, а тип стекловолокна, известный как E Glass, имеет прочность волокна 3450 — примерно на 16 процентов меньше.
Тем не менее, различия между этими двумя материалами становятся очевидными, если рассматривать эти факторы в совокупности. Отношение прочности к весу показывает, насколько прочен каждый материал по отношению к его весу.
E Glass имеет соотношение прочности к весу 564, а углеродное волокно имеет соотношение прочности к весу 1013 — почти в два раза больше.
Такая высокая прочность по отношению к весу означает, что производителям необходимо использовать гораздо меньше углеродного волокна при пултрудировании данного продукта. В результате изделия из пултрудированного углеродного волокна зачастую могут иметь значительно более тонкое поперечное сечение.
Именно здесь вступает в игру реальное снижение веса, поскольку потребуется использовать меньше смолы.

Углеродное волокно не только прочнее стекловолокна, но и более жесткое. Эта дополнительная жесткость может оказаться весьма полезной, позволяя производителям гораздо точнее удовлетворять потребности в жесткости.
Например, кремниевые модули трекера внутри Большого адронного коллайдера ЦЕРН требовали такой степени жесткости, которую могли обеспечить только пултрузии из углеродного волокна.
Однако повышенная жесткость не обязательно означает, что углеродное волокно является лучшим выбором для всех применений.
Стекловолокно с его относительно гибкой природой является гораздо лучшим выбором для применений, требующих высокой гибкости. Небольшое гибкое окно из углеродного волокна может помешать его использованию в таких целях.
Как и в случае с соотношением веса и прочности, жесткость пултрузионного материала влияет на его долговременную прочность.
Стекловолокно обычно считается более прочным, чем углеродное волокно, поскольку его более гибкая природа позволяет ему легче противостоять нагрузкам и физическому насилию.
Углеродное волокно, несмотря на то, что оно прочнее, обычно имеет более низкий предел прочности, что делает его более восприимчивым к повреждениям с течением времени.

По сравнению с такими материалами, как сталь и алюминий, стекловолокно имеет относительно небольшой коэффициент теплового расширения — это означает, что он не будет значительно увеличиваться в результате изменений температуры.
Тем не менее, если подвергаться достаточно сильным изменениям или если допуски особенно жесткие, то пултрузия из стекловолокна может оказаться неподходящим выбором.
Углеродное волокно в этом отношении обладает замечательным свойством: оно фактически имеет отрицательный коэффициент теплового расширения. В результате углеродное волокно расширяется при понижении температуры.
Эта тенденция эффективно уравновешивает тот факт, что смоляная матрица, используемая для связывания волокон, имеет положительный коэффициент, что по существу приводит к почти нейтральному общему коэффициенту.

Преимущество по стоимости явно оказывается на стороне стеклопластика. Производство длинных углеродных волокон — гораздо более трудоемкий и сложный процесс, что, естественно, делает углеродное волокно более дорогим.
Аналогичным образом, более широкий спектр применения стекловолокна, включая изделия без выступов, помогает гарантировать, что его цена останется гораздо более конкурентоспособной.
В конечном счете, и стекловолокно, и пултрузионное углеродное волокно обладают уникальными свойствами, и ни одно из них не является явным победителем во всех сферах применения.
Вместо этого вы должны тщательно учитывать потребности и параметры данного продукта, чтобы выбрать материал, наиболее подходящий для ваших нужд.