Gepultrudeerde profielen

Vanwege de relatief dunnere diameters van de strengen weegt koolstofvezel ongeveer de helft zoveel als glasvezel. Dit verschil is echter mogelijk niet zo significant bij het vergelijken van gelijkwaardige stukken gepultrudeerde glasvezel en gepultrudeerde koolstofvezel, aangezien de hars een aanzienlijke hoeveelheid volume toevoegt, die in beide gevallen doorgaans zwaarder weegt dan de vezels zelf.
Koolstofvezel vertoont ook een grotere vezelsterkte dan glasvezel. Maar net als bij het gewichtsverschil is dit sterkteverschil op zichzelf niet noodzakelijkerwijs een significante factor.
Koolstofvezel heeft bijvoorbeeld een vezelsterkte van 4127, terwijl het type glasvezel dat bekend staat als E-glas een vezelsterkte heeft van 3450 – ongeveer 16 procent minder.
Toch worden de verschillen tussen de twee materialen duidelijk als je deze factoren samen in ogenschouw neemt. De sterkte-gewichtsverhouding drukt uit hoe sterk elk materiaal is in verhouding tot zijn gewicht.
E-glas heeft een sterkte-gewichtsfactor van 564, terwijl koolstofvezel een sterkte-gewichtsfactor van 1013 heeft – bijna twee keer zo groot.
Deze hoge sterkte in verhouding tot het gewicht betekent dat fabrikanten veel minder koolstofvezels hoeven te gebruiken bij het pultruderen van een bepaald product. Als gevolg hiervan kunnen gepultrudeerde koolstofvezelproducten vaak wegkomen met aanzienlijk dunnere doorsneden.
Dit is waar de echte gewichtsvermindering in het spel komt, omdat er minder hars hoeft te worden gebruikt.

Koolstofvezel is niet alleen sterker dan glasvezel, maar ook stijver. Deze extra stijfheid kan zeer nuttig zijn, waardoor fabrikanten aan veel preciezere stijfheidsbehoeften kunnen voldoen.
De siliciumtrackermodules in de Large Hadron Collider van CERN vereisten bijvoorbeeld een mate van stijfheid die alleen koolstofvezelpultrusies konden bieden.
Deze verhoogde stijfheid betekent echter niet noodzakelijkerwijs dat koolstofvezel een betere keuze is voor alle toepassingen.
Glasvezel is met zijn relatief soepele karakter een veel betere keuze voor toepassingen die hoge flexpatronen met zich meebrengen. Het kleine flexibele venster van koolstofvezel kan het gebruik ervan voor dergelijke toepassingen uitsluiten.
Net als bij de relatie tussen gewicht en sterkte, beïnvloedt de stijfheid van een pultrusiemateriaal de taaiheid op lange termijn.
Glasvezel wordt over het algemeen als sterker beschouwd dan koolstofvezel, omdat het dankzij zijn meer flexibiliteit gemakkelijker bestand is tegen stress en fysiek misbruik.
Koolstofvezel heeft, ondanks dat het sterker is, meestal een lager breekpunt, waardoor het na verloop van tijd gevoeliger wordt voor schade.

Vergeleken met materialen als staal en aluminium heeft glasvezel een relatief kleine thermische uitzettingscoëfficiënt, wat betekent dat het niet significant groter zal worden als gevolg van temperatuurveranderingen.
Dat gezegd hebbende, is glasvezelpultrusie mogelijk geen geschikte keuze als het wordt blootgesteld aan voldoende extreme variaties – of als de toleranties bijzonder krap zijn.
Koolstofvezel heeft in dit opzicht een opmerkelijke eigenschap: het heeft feitelijk een negatieve thermische uitzettingscoëfficiënt. Als gevolg hiervan zet koolstofvezel uit naarmate de temperatuur daalt.
Deze neiging compenseert effectief het feit dat de harsmatrix die wordt gebruikt om de vezels samen te binden een positieve coëfficiënt heeft, wat in wezen leidt tot een vrijwel neutrale totale coëfficiënt.

Het voordeel qua kosten ligt duidelijk bij glasvezel. Het produceren van lange koolstofvezels is een veel tijdrovender en moeilijker proces, wat koolstofvezel uiteraard duurder maakt.
Op dezelfde manier helpt het bredere scala aan toepassingen voor glasvezel – inclusief niet-uitstekende producten – ervoor te zorgen dat de prijs ervan veel concurrerender blijft.
Uiteindelijk vertonen zowel glasvezel als gepultrudeerde koolstofvezel unieke eigenschappen, en geen van beide is een duidelijke winnaar voor alle toepassingen.
In plaats daarvan moet u zorgvuldig de behoeften en parameters van een bepaald product overwegen om het materiaal te selecteren dat het beste bij uw behoeften past.