Кевлар
 |
Авторские права. |
Информация взята с домашней страницы Сергея Баркалова, посвященной яхтенному спорту и судоремонту. | |
Кевлар - это арамидное волокно (продукт DuPont). Отличается прочностью (при равном весе они прочнее алюминия и стали).
Нет никаких сомнений в превосходных свойствах этого волокна. Кевлар обладает в 2.5 раза большей прочностью и в 3 раза большей жесткостью, чем электротехническое стекловолокно, при этом его плотность составляет всего 43% от плотности стекловолокна. Он лучше противостоит разрушению, вибрации и распространению трещин, великолепно держит ударные нагрузки. Ткань из кевларового волокна по конструкции похожа на стеклоткань, но в отличие от нее не требует какой-либо специальной обработки. Как может показаться поначалу, кевлар является просто идеальным материалом для оклейки корпуса, однако на самом деле не все тут так гладко.
Главным препятствием применению кевлара для наружной защиты корпуса является его довольно посредственная стойкость к абразивным воздействиям, а именно это свойство стоит на первом месте в ряду требований к материалу оклейки. Как только кевлар начинает подвергаться истиранию, его прочность моментально падает. Плюс ко всему, при значительно большей, чем у стекловолокна прочности на разрыв, он проигрывает ему при изгибе и в два раза слабее на сжатие. Кевлар можно использовать при оклейке для повышения прочности корпуса к ударным нагрузкам, однако рекомендуется дополнительно защитить его снаружи от истирания стеклотканью или подобным материалом, тем самым еще и облегчив последующие шпаклевание и шлифовку.
Поведение кевлара при сжатии сильно отличается от стекловолокна. Если стекловолоконный ламинат при высокой нагрузке разрушается резко и обширно, то поведение кевларового ламината при сжатии напоминает поведение вязкого металла - он прогибается и образует вмятины. Хотя оно может показаться и ценным качеством, следует добавить, что такое происходит при сравнительно малых нагрузках, в связи с чем имеет место разрушение смолы с образованием трещин и расслоения.
Эту слабую сторону кевлара можно в некоторой степени компенсировать рядом способов. Во-первых, слой кевлара можно оклеить сверху другим материалом - например, стеклотканью. Однако в случае оклейки корпуса фактор прочности материала является вторичным и подобная практика ведет к ненужному удорожанию и увеличению веса. Тем не менее этот материал можно использовать для местных усилений - например, по швам. Во-вторых, существуют "гибридные" ткани, содержащие помимо кевлара еще стеклянные и (или) угольные волокна, компенсирующие слабые стороны кевлара, однако для целей оклейки в них также мало пользы.
Это не единственные трудности, связанные с кевларом. Материал разрушается под действием ультрафиолета и не должен находиться на солнце без защиты пигментированной смолой или иным покрытием,содержащим ингибитор ультрафиолета. В отличие от стеклоткани и ей подобных материалов, кевлар не становится прозрачным при пропитывании смолой и сохраняет желтый оттенок. Это не только придает лодке неопрятный вид (в случае натуральной отделки его применение вовсе лишено смысла), но и не позволяет (по крайней мере для непрофессионала) определить степень пропитки материала смолой.
Прочие свойства кевлара говорят сами за себя. Из-за своей прочности кевлар очень тяжело режется, как в виде ткани, так и в виде ламината, для работы с ним необходим твердосплавный режущий инструмент. Шлифование оклеенной кевларом поверхности практически бессмысленно - материал при этом образует обильный ворс. При работе с кевларом необходимо следить, чтобы не образовывались жесткие складки - это ведет к повреждению волокон и потере прочности. Как правило, кевларовая ткань не предполагает ламинирование в несколько слоев. Причина кроется в том, что между двумя слоями кевлара могут возникнуть проблемы с адгезией и в случае необходимости такого ламината между ними должен находиться тонкий слой стекломата. Поскольку стеклянное и кевларовое волокно имеют примерно одинаковое (3%) растяжение под нагрузкой, в данной конструкции они уместны.
Кевлар производится без использования разного рода эмульсий и его можно применять с различными типами смол, включая полиэфирные, винилэфирные и эпоксидные. Однако, чтобы реализовать высокую ударопрочность и прочие высокие характеристики материала в пластике, обычно рекомендуются винилэфирная и эпоксидная смолы. Но даже при этом прочность на раздирание и отрыв оказывается меньше, чем у той же ткани Vectra при использовании их одних в качестве материала оклейки корпуса.
Сравнивая все плюсы и минусы кевлара, можно сделать вывод, что негативные стороны все же преобладают, во всяком случае когда речь идет об оклейке. Стоимость кевларовой ткани во много раз выше стеклоткани, даже несмотря на то, что материал становится все более доступен благодаря прочим сферам его применения.
Ткань из кевларового волокна обычно называется Кевлар-49 и продается разной плотности в рулонах шириной 95 и 125 см. Для оклейки корпуса рекомендовать его можно навряд ли, однако местные усиления в паре с защитой стеклотканью могут иметь практическую пользу.
Из руководства EPOXY BOOK фирмы System Three.
Перевод Сергея Баркалова.
