1. ความแข็งแรงดึง
ความแข็งแรงดึง คือ ความเค้นสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะยืดออก วัสดุที่ไม่เปราะบางชนิดจะเสียรูปก่อนที่จะขาด แต่เส้นใยเคฟลาร์® (อะรามิด)เส้นใยคาร์บอนและเส้นใยอี-กลาสนั้นเปราะบางและแตกหักได้ง่ายแม้มีการเสียรูปเพียงเล็กน้อย ความแข็งแรงดึงวัดได้จากแรงต่อหน่วยพื้นที่ (Pa หรือ ปาสคาล)
2. ความหนาแน่นและอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนัก
เมื่อเปรียบเทียบความหนาแน่นของวัสดุทั้งสามชนิด จะเห็นความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในเส้นใยทั้งสามชนิด หากทำตัวอย่างสามชิ้นที่มีขนาดและน้ำหนักเท่ากันทุกประการ จะเห็นได้ชัดเจนว่าเส้นใยเคฟลาร์® เบากว่ามาก โดยเส้นใยคาร์บอนเบารองลงมาเส้นใยแก้วอีหนักที่สุด
3. โมดูลัสของยัง
โมดูลัสของยัง (Young's modulus) เป็นตัววัดความแข็งของวัสดุที่มีความยืดหยุ่น และเป็นวิธีการอธิบายคุณสมบัติของวัสดุ โดยนิยามของโมดูลัสของยังคือ อัตราส่วนของความเค้นในทิศทางเดียว (stress) ต่อความเครียดในทิศทางเดียวกัน (strain) โมดูลัสของยัง = ความเค้น / ความเครียด ซึ่งหมายความว่า วัสดุที่มีโมดูลัสของยังสูงจะมีความแข็งมากกว่าวัสดุที่มีโมดูลัสของยังต่ำ
ความแข็งแรงของเส้นใยคาร์บอน เส้นใยเคฟลาร์® และเส้นใยแก้วนั้นแตกต่างกันอย่างมาก เส้นใยคาร์บอนมีความแข็งแรงกว่าเส้นใยอะรามิดประมาณสองเท่า และแข็งแรงกว่าเส้นใยแก้วถึงห้าเท่า ข้อเสียของความแข็งแรงที่ยอดเยี่ยมของเส้นใยคาร์บอนคือมันมีแนวโน้มที่จะเปราะกว่า เมื่อมันแตกหัก มันมักจะไม่แสดงความยืดหยุ่นหรือการเสียรูปมากนัก
4. ความไวไฟและการเสื่อมสภาพจากความร้อน
ทั้งเคฟลาร์® และคาร์บอนไฟเบอร์ทนต่ออุณหภูมิสูง และไม่มีจุดหลอมเหลว วัสดุทั้งสองชนิดถูกนำมาใช้ในชุดป้องกันและผ้ากันไฟ ไฟเบอร์กลาสจะหลอมเหลวในที่สุด แต่ก็ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีเช่นกัน แน่นอนว่า เส้นใยแก้วฝ้าที่ใช้ในอาคารยังสามารถเพิ่มความทนทานต่อไฟได้อีกด้วย
เส้นใยคาร์บอนและเคฟลาร์® ใช้ในการผลิตผ้าห่มหรือเสื้อผ้าป้องกันสำหรับงานดับเพลิงหรืองานเชื่อม ถุงมือเคฟลาร์มักใช้ในอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์เพื่อป้องกันมือเมื่อใช้มีด เนื่องจากเส้นใยเหล่านี้ไม่ค่อยได้ใช้เพียงอย่างเดียว ความทนทานต่อความร้อนของวัสดุพื้นฐาน (โดยปกติคืออีพ็อกซี) จึงมีความสำคัญเช่นกัน เมื่อได้รับความร้อน เรซินอีพ็อกซีจะอ่อนตัวลงอย่างรวดเร็ว
5. การนำไฟฟ้า
เส้นใยคาร์บอนนำไฟฟ้าได้ แต่เคฟลาร์® และไฟเบอร์กลาสอย่าทำเช่นนั้น Kevlar® ใช้สำหรับดึงสายไฟในเสาส่งไฟฟ้า แม้ว่าจะไม่นำไฟฟ้า แต่ก็ดูดซับน้ำ และน้ำนำไฟฟ้าได้ ดังนั้นจึงต้องเคลือบสารกันน้ำให้กับ Kevlar ในการใช้งานดังกล่าว
6. การเสื่อมสภาพจากรังสียูวี
เส้นใยอะรามิดวัสดุเหล่านี้จะเสื่อมสภาพเมื่อโดนแสงแดดและสภาพแวดล้อมที่มีรังสียูวีสูง เส้นใยคาร์บอนหรือเส้นใยแก้วไม่ไวต่อรังสียูวีมากนัก อย่างไรก็ตาม วัสดุบางชนิด เช่น เรซินอีพ็อกซี จะคงสภาพอยู่ได้ในแสงแดด แต่จะเปลี่ยนเป็นสีขาวและสูญเสียความแข็งแรง เรซินโพลีเอสเตอร์และไวนิลเอสเตอร์ทนต่อรังสียูวีได้ดีกว่า แต่มีความแข็งแรงน้อยกว่าเรซินอีพ็อกซี
7. ความต้านทานต่อความล้า
หากชิ้นส่วนใดถูกดัดและยืดซ้ำๆ หลายครั้ง ในที่สุดมันก็จะเสียหายเนื่องจากความล้าคาร์บอนไฟเบอร์วัสดุชนิดนี้ค่อนข้างอ่อนไหวต่อความล้าและมีแนวโน้มที่จะเสียหายอย่างรุนแรง ในขณะที่เคฟลาร์® ทนต่อความล้าได้มากกว่า ส่วนไฟเบอร์กลาสนั้นอยู่ตรงกลางระหว่างสองชนิดนี้
8. ความทนทานต่อการเสียดสี
เคฟลาร์® มีความทนทานต่อการเสียดสีสูง ทำให้ตัดยาก และหนึ่งในประโยชน์ที่พบได้ทั่วไปของเคฟลาร์® คือการใช้เป็นถุงมือป้องกันในบริเวณที่มืออาจถูกบาดจากเศษแก้วหรือของมีคม ส่วนเส้นใยคาร์บอนและเส้นใยแก้วมีความทนทานน้อยกว่า
9. ความทนทานต่อสารเคมี
เส้นใยอะรามิดเส้นใยเคฟลาร์นั้นไวต่อกรดแก่ ด่างแก่ และสารออกซิไดซ์บางชนิด (เช่น โซเดียมไฮโปคลอไรต์) ซึ่งอาจทำให้เส้นใยเสื่อมสภาพได้ ไม่สามารถใช้สารฟอกขาวคลอรีนทั่วไป (เช่น Clorox®) และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์กับเส้นใยเคฟลาร์ได้ แต่สามารถใช้สารฟอกขาวออกซิเจน (เช่น โซเดียมเปอร์บอเรต) ได้โดยไม่ทำให้เส้นใยอะรามิดเสียหาย
10. คุณสมบัติการยึดเกาะของร่างกาย
เพื่อให้เส้นใยคาร์บอน เคฟลาร์® และใยแก้วทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด เส้นใยเหล่านี้ต้องถูกยึดไว้ในเมทริกซ์ (โดยปกติคือเรซินอีพ็อกซี) ดังนั้น ความสามารถของอีพ็อกซีในการยึดติดกับเส้นใยต่างๆ จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
ทั้งคาร์บอนและเส้นใยแก้วเส้นใยอะรามิดสามารถยึดติดกับอีพ็อกซี่ได้ง่าย แต่พันธะระหว่างเส้นใยอะรามิดกับอีพ็อกซี่นั้นไม่แข็งแรงเท่าที่ต้องการ และการยึดเกาะที่ลดลงนี้ทำให้เกิดการซึมผ่านของน้ำได้ ดังนั้น ความง่ายในการดูดซับน้ำของเส้นใยอะรามิด ประกอบกับการยึดเกาะกับอีพ็อกซี่ที่ไม่ดี จึงหมายความว่า หากพื้นผิวของวัสดุคอมโพสิตเคฟลาร์® เกิดความเสียหายและน้ำสามารถเข้าไปได้ เคฟลาร์® อาจดูดซับน้ำไปตามเส้นใยและทำให้วัสดุคอมโพสิตอ่อนแอลงได้
11. สีและการทอ
เส้นใยอะรามิดมีสีทองอ่อนในสภาพธรรมชาติ สามารถย้อมสีได้ และปัจจุบันมีให้เลือกหลายเฉดสีสวยงาม เส้นใยไฟเบอร์กลาสก็มีแบบสีต่างๆ เช่นกันคาร์บอนไฟเบอร์เส้นใยชนิดนี้จะมีสีดำเสมอ และสามารถผสมกับเส้นใยอะรามิดสีต่างๆ ได้ แต่ตัวเส้นใยเองไม่สามารถย้อมสีได้
วันที่โพสต์: 7 สิงหาคม 2567

