芳纶纤维与碳纤维：有什么区别？

当谈到最强的合成纤维时，人们总是称芳纶纤维为碳纤维。它们之所以在材料工业中占据领先地位，必须包括超强的耐久性、重量轻、耐热性、耐候性、耐化学性和非常好的强度等性能。芳纶纤维因其强大的耐热性和耐化学性而广泛用于航空航天和海洋工业。碳纤维在航空航天、汽车和运动器材等领域的广泛使用似乎具有更高的商业可行性，这些领域由于碳纤维的最佳性能和高耐用性而倾向于青睐碳纤维。虽然一般属性有相当大的相似之处，但就每种类型而言，每个类别都会有不同的级别。了解芳纶纤维与碳纤维及其差异在计算和选择适合每种生产需求的材料的过程中非常重要。让我们在下面的文章中深入挖掘，以获取有关这两种优质纤维的更多有趣信息！

1.什么是碳纤维？

许多制造商都熟悉碳纤维，也称为石墨纤维，因为它们具有优异的性能。碳纤维属于聚合物类，直径仅为5微米左右。纤维生产的前体是聚丙烯腈（PAN）。结晶碳纤维沿纵轴绞合在一起，形成超强的长纤维。它们的强度是钢的 5 倍，但比钢轻得多。碳纤维带来的基本优点包括良好的弹性、硬度、高耐久性、耐高温性、耐候性和优异的耐化学性。此外，碳纤维还具有与其他材料结合的能力，在不失去原有性能的情况下相互补充。生产碳纤维需要一支技术精湛的团队，因为纤维生产过程复杂，需要仔细观察。

2.什么是芳纶纤维？

不仅是碳纤维，芳纶纤维也是最受好评的材料之一。这是一种合成纤维，也称为“芳香族聚酰胺”。芳纶纤维的结构是长链，其中至少85%的酰胺键（-CO-NH-）直接连接到两个芳环上，这两个芳环在生产中充当纤维形成剂。芳纶纤维也沿纵轴粘合。就性能而言，这种纤维的强度是钢的5-6倍，强度仅为钢的一半。这可以被认为是一种具有优异耐热性的材料，熔化水平高达约500摄氏度。军工材料、航空航天、交通运输等领域因其独特的特性而对芳纶纤维情有独钟。具有耐高温、耐化学性强、柔韧性和高抗拉强度等突出性能。

3. 有什么区别？

3.1 材料性能：芳纶纤维与碳纤维

芳纶纤维和碳纤维都是合成纤维，具有高弹性模量、高拉伸强度、耐久性好、耐腐蚀性好、抗老化等优良性能。但是，根据以下基本比较，两种纤维的耐久性是不同的：

3.1.1 芳纶纤维：

• 常用规格：AK-40 和 AK-60 分别为 0.193 毫米和 0.286 毫米
• 强度： 2 060 MPa
• 安全储备系数：0.75 至 0.95
• 波动强度：0.85×2 060=1 751 MPa
• 比碳纤维更柔韧

3.1.2 碳纤维：

• 常用规格：0.11mm、0.167mm和0.333mm
• 强度： 3 600 MPa
• 安全储备系数：0.5 至 0.7
• 波动强度：0.7×3 600=2520 MPa
• 脆性在恶化前几乎没有迹象

一般来说，碳纤维的强度远大于芳纶纤维，但其性能更脆，因此适用于结构承受长期静载荷的应用。相比之下，芳纶纤维更柔韧，具有很强的局部抗冲击性，因此适用于零件承受动态载荷的应用。

3.2 应用能力：芳纶纤维与碳纤维

这些纤维广泛应用于桥梁和道路、工业和民用工程、地下工程等技术工程。一般原因是，由于芳纶和碳纤维的抗拉强度，它们用于加固需要拉伸、压缩和弯曲的零件。

3.2.1 芳纶纤维应用：

• 在航空航天工业中：芳纶纤维因其耐热性和高耐久性而被用于生产火箭发动机外壳和飞机轮胎。
• 运动器材：用于头盔、防弹背心等防护装备的设计，防止对运动员的冲击。
• 工业应用：用于制造垫圈、传送带、软管，由于其高耐磨性和耐热性

它具有优异的抗剪性能，因此被用作桥墩和抗震加固的抗剪构件。

3.2.2 碳纤维应用：

• 在航空航天工业中：用于生产机翼、机身和起落架等零件。
• 运动器材：用于设计自行车、网球拍和高尔夫球杆，以帮助减轻运动员的重量并提高运动员的表现
• 在汽车技术行业：常用于车身、底盘、悬架等车辆盖板的生产。由于碳纤维的应用，汽车的重量显着减轻，这大大有助于节省燃料。

它强度高，但脆性强，抗压强度低，因此用于混凝土抗拉连接和梁加固。

3.3 芳纶纤维和碳纤维的优缺点

• 芳纶纤维
• 碳纤维

优点：高抗冲击性、耐摩擦磨损、高耐热性、耐化学性缺点：与其他材料相比价格较高优点：高强度重量比，高弹性模量，非常坚硬且耐弯曲，可承受反复的应力循环，耐化学品（包括酸和碱）的腐蚀。缺点：与其他材料相比成本较高

四、结语

使用中的芳纶纤维和碳纤维一般来说，芳纶纤维和碳纤维虽然性能不同，但都被归类为高性能材料。如果您需要为航空航天、汽车或体育行业选择高强度、坚硬和抗疲劳的材料，您可以选择碳纤维。但如果需要选择耐冲击、耐磨、耐热的材料来保护用户，则应选择芳纶纤维。