Vezelversterkte kunststof

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Een voorbeeld van een koolstofvezelmat.

Door kunststof hars te vermengen met vezels ontstaat vezelversterkte kunststof dat sterker en stijver is dan normale kunststof. Het kunststofhars dient als matrix-materiaal en is gewoonlijk een thermohardende kunststof zoals polyester of epoxyhars. Veelgebruikte vezels zijn:

De treksterkte en de elasticiteitsmodulus van verschillende composietmaterialen is door middel van de volumefractie van de matrix en die van de vezels te berekenen (deze twee formules gelden alleen voor treksterkte en E-waarden in de vezelrichting):

Treksterkte composiet:

\sigma_c = v_m \cdot \sigma_m + v_f \cdot \sigma_f

Waarin:

\sigma_c: treksterkte van de composiet
v_m: volumefractie van de matrix
\sigma_m: treksterkte van de matrix
v_f: volumefractie van de vezels
\sigma_f: treksterkte van de vezels

Elasticiteitsmodulus composiet:

E_c = v_m \cdot E_m + v_f \cdot E_f

Waarin:

E_c: elasticiteitsmodulus van de composiet
v_m: volumefractie van de matrix
E_m: elasticiteitsmodulus van de matrix
v_f: volumefractie van de vezels
E_f: elasticiteitsmodulus van de vezels

In vergelijking met een niet-vezelversterkt hars kan de E-modulus van een vezelversterkte thermoharder met een factor 20 toenemen in de trekrichting, en de treksterkte tot een factor 25. Het relatief lage gewicht van deze vezelversterkte kunststoffen (tegenover dat van de meeste metalen) is een bijkomend pluspunt.

Er zijn zeer veel toepassingen, o.a. in de scheepsbouw (vezelversterkt polyester), de automobielbouw (bv. de monocoque van Formule 1-wagens uit koolstofvezelversterkte kunststof), de lucht- en ruimtevaart (bv. zweefvliegtuigen of ultra lichte vliegtuigen), in de civiele techniek (bijvoorbeeld bruggen), bij sportartikelen (ski's, frames van rackets voor tennis, squash enz., polsstokken voor polsstokhoogspringen, wielen en frames van racefietsen).

Zie ook[bewerken]