FRP a GRP
W nowoczesnej inżynierii materiały odgrywają istotną rolę definiując projekt, strukturę, wydajność i wydajność produktu. Czasami naturalnie występujące materiały inżynieryjne nie są w stanie spełnić specyfikacji produktu. Dlatego opracowano nowe materiały, aby spełnić różnorodne wymagania inżynieryjne, łącząc ze sobą dwa lub więcej materiałów. Są one znane jako materiały kompozytowe.
Beton, sklejka, aerożel i włókno węglowe to wzmocnione polimery; wszystkie są materiałami kompozytowymi. W tym artykule skupiono się na określonej klasie materiałów kompozytowych, które są znane jako polimery wzmocnione włóknami. Materiały te są lekkie, mocne i wytrzymałe.
Co to jest tworzywo sztuczne/polimer wzmocnione włóknem (FRP)?
Polimery wzmocnione włóknem składają się z dwóch podstawowych składników; włókna i matrycę polimerową. W FRP włókno jest osadzone w matrycy polimerowej. Taka struktura daje zupełnie inne właściwości chemiczne i fizyczne niż właściwości poszczególnych materiałów. W rzeczywistości materiały te spełniają wyższe wymagania inżynieryjne niż zwykłe materiały. Dlatego kompozyty są stosowane w mniej skomplikowanych i bardzo skomplikowanych zadaniach produkcyjnych. Głównymi użytkownikami materiałów kompozytowych są przemysł mechaniczny, cywilny, biomedyczny, morski i lotniczy.
Podstawową rolą włókien jest zapewnienie wytrzymałości i sztywności materiału. Ale samo włókno jest kruche (np. szkło). Dlatego włókna są otoczone powłoką z materiałów polimerowych. Matryca polimerowa utrzymuje włókna we właściwej pozycji i przenosi obciążenia pomiędzy włóknami. Przyczynia się również do wytrzymałości na ścinanie między warstwami.
Włókna użyte w kompozycie są następujące; Szkło E, szkło S, kwarc, aramid (Kevlar 49), Spectra 1000, węgiel (AS4), węgiel (IM-7), grafit (P-100) i bor. Stosowanymi polimerami są poliestry, estry winylowe, epoksydy, bismaleimidy, poliimidy i fenole. Każdy polimer ma inne właściwości chemiczne i fizyczne; dlatego przyczyniają się w różny sposób do struktury kompozytowej. W rezultacie właściwości kompozytu różnią się również w zależności od polimeru.
Poliester i winyl to tanie materiały, dlatego są szeroko stosowane w zastosowaniach komercyjnych. Żywice epoksydowe są używane do wysokowydajnych matryc z włókien ciągłych. Zachowuje się również lepiej niż winyl i poliester w warunkach wysokiej temperatury. Bismaleimidy i poliimidy to wysokotemperaturowe matryce żywiczne do stosowania w zastosowaniach inżynieryjnych o krytycznym znaczeniu dla temperatury. Fenole to wysokotemperaturowe systemy żywic o dobrej odporności na dym i ogień; dlatego jest stosowany we wnętrzach samolotów.
Co to jest plastik wzmocniony włóknem szklanym (GFK) / plastik wzmocniony włóknem szklanym (GFRP)?
Plastik wzmocniony włóknem szklanym, powszechnie znany jako włókno szklane, to polimer wzmocniony włóknem szklanym z włóknami szklanymi w strukturze kompozytowej. Polimerem jest zwykle żywica epoksydowa, poliester lub winyl. Materiały z włókna szklanego są powszechnie stosowane w samolotach i szybowcach rekreacyjnych o wysokich osiągach, łodziach, samochodach, wannach, wannach z hydromasażem, zbiornikach na wodę, produktach dachowych, rurach, okładzinach, odlewach, deskach surfingowych i poszyciach drzwi zewnętrznych.
Jaka jest różnica między FRP a GRP?
• FRP to materiał kompozytowy, w którym w matrycy polimerowej zawarte są włókna o wysokiej wytrzymałości. Są używane w wielu zastosowaniach komercyjnych i inżynieryjnych ze względu na ich wysoką wytrzymałość i niewielką wagę. FRP jest szeroko stosowany jako zamiennik metalu i drewna. Najlepszym przykładem jest zastosowanie w samolotach polimeru wzmocnionego włóknem węglowym (CFRP) zamiast aluminium i tytanu lub stali wysokiej jakości.
• Włókno szklane lub GRP to materiał kompozytowy wykonany z włókien szklanych i jako polimer wykorzystuje poliester, winyl lub epoksyd. Służy do robienia szybowców, łodzi i wanien. Włókno szklane jest używane głównie do zastosowań komercyjnych. Włókno szklane to jeden rodzaj FRP.
