比较玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维的主要优缺点

发布时间:2020-11-19 点击:

芳纶是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻、绝缘、抗老化、生命周期长等优良性能，广泛应用于复合材料、防弹制品、建材、特种防护服装、电子设备等领域。

（1）就拉伸强度而言，玻璃纤维是最低，碳纤维最高3000~5000MPa,芳纶纤维近几年也能制备出大于3000MPa的产品；芳纶是有机纤维耐热性能最差；玻璃纤维造价最低；玻璃纤维和碳纤维是脆性纤维，使用时加工编织缠绕性略差，芳纶纤维韧性好易于编织缠绕。

（2）就拉伸强度和模量来讲，碳纤CF>芳纶KF>玻纤GF，但是CF的断裂伸长率很小，有时候不能满足要求。密度GF>CF>KF。玻纤的优点是价格便宜，比碳纤和芳纶便宜多了。芳纶的显著特点是抗冲击，可用作防弹服，但是芳纶易吸湿。

（3）芳纶纤维与碳纤维相比所具有的优点：

a、芳纶纤维不导电（碳纤维导电）。另外碳纤维用于混凝土结构补强，务必与钢筋隔离以防电化学腐蚀，而使用芳纶纤维则不受此限制。

b、碳纤维布的抗剪强度较低，易折断，这使得施工时倒角处理要求较高，倒角半径不小于20mm，而芳纶纤维仅需10mm即可。

c、碳纤维的高弹性模量使其能承受长期静荷载，这是其最为突出的优点，而对于承受动载和局部冲击作用则芳纶纤维更有竞争力。

d、碳纤维在用于限制梁的挠度时同芳纶纤维布相比具有一定优势，但在施工的可操作性方面芳纶纤维无疑是更合适的材料。

e、碳纤维加固后的破坏模式是脆性（结构变形小，碳纤维布的极限延伸率小），没有明显征兆，因而作为结构设计，必须采用较大的安全系数。