FRP proti GRP
V sodobnem inženiringu imajo materiali ključno vlogo pri določanju dizajna, strukture, zmogljivosti in učinkovitosti izdelka. Včasih naravni inženirski materiali ne morejo zadostiti specifikacijam izdelka. Zato so bili razviti novi materiali za prilagoditev najrazličnejšim inženirskim zahtevam s kombiniranjem dveh ali več materialov. Ti so znani kot kompozitni materiali.
Beton, vezan les, aerogel in ogljikova vlakna so ojačani polimeri; vsi so kompozitni materiali. Ta članek se osredotoča na določen razred kompozitnih materialov, ki so znani kot polimeri, ojačani z vlakni. Ti materiali so lahki, močni in robustni.
Kaj je plastika/polimer, ojačan z vlakni (FRP)?
Polimeri, ojačani z vlakni, so narejeni iz dveh primarnih sestavin; vlaken in polimerne matrice. Pri FRP je vlakno vdelano v polimerno matriko. Ta struktura daje popolnoma drugačne kemijske in fizikalne lastnosti kot lastnosti posameznih materialov. Pravzaprav ti materiali izpolnjujejo višje tehnične zahteve kot navadni materiali. Zato se kompoziti uporabljajo v manj sofisticiranih do zelo sofisticiranih in zahtevnih proizvodnih nalogah. Strojna, civilna, biomedicinska, pomorska in vesoljska industrija so glavni uporabniki kompozitnih materialov.
Glavna vloga vlaken je zagotoviti trdnost in togost materiala. Toda samo vlakno je krhko (npr. steklo). Zato so vlakna obdana s prevleko iz polimernih materialov. Polimerna matrika drži vlakna v njihovem položaju in prenaša obremenitve med vlakni. Prispeva tudi k interlaminarni strižni trdnosti.
Vlakna, uporabljena v kompozitu, so naslednja; E-steklo, S-steklo, kremen, aramid (Kevlar 49), Spectra 1000, ogljik (AS4), ogljik (IM-7), grafit (P-100) in bor. Poliestri, vinilni estri, epoksidi, bismaleimidi, poliimidi in fenoli so uporabljeni polimeri. Vsak polimer ima različne kemijske in fizikalne lastnosti; zato različno prispevajo k sestavljeni strukturi. Posledično se tudi lastnosti kompozita razlikujejo glede na polimer.
Poliester in vinil sta poceni materiala, zato se v veliki meri uporabljata v komercialnih aplikacijah. Epoksi se uporabljajo za visoko zmogljive matrice iz neprekinjenih vlaken. Prav tako deluje bolje kot vinil in poliester v pogojih visoke temperature. Bismaleimidi in poliimidi so visokotemperaturne smolne matrice za uporabo v temperaturno kritičnih inženirskih aplikacijah. Fenoli so visokotemperaturni smolni sistemi z dobro odpornostjo na dim in ogenj; zato se uporablja v notranjosti letal.
Kaj je plastika, ojačana s steklom (GRP) / plastika, ojačana s steklenimi vlakni (GFRP)?
S steklom ojačana plastika, splošno znana kot steklena vlakna, je z vlakni ojačan polimer s steklenimi vlakni v kompozitni strukturi. Polimer je običajno epoksi, poliester ali vinil. Materiali iz steklenih vlaken se običajno uporabljajo v visoko zmogljivih letalih in jadralnih letalih za prosti čas, čolnih, avtomobilih, kopalnih kadeh, masažnih kadeh, rezervoarjih za vodo, strešnih izdelkih, ceveh, oblogah, litih deskah za surfanje in zunanjih oblogah vrat.
Kakšna je razlika med FRP in GRP?
• FRP je kompozitni material, kjer so vlakna visoke trdnosti vključena v polimerno matrico. Uporabljajo se v številnih komercialnih in inženirskih aplikacijah zaradi svoje visoke trdnosti in majhne teže. FRP se pogosto uporablja kot nadomestek za kovino in les. Najboljši primer je uporaba polimera, ojačanega z ogljikovimi vlakni (CFRP) namesto aluminija in titana ali visokokakovostnega jekla v letalih.
• Fiberglass ali GRP je kompozitni material, izdelan iz steklenih vlaken, ki kot polimer uporablja poliester, vinil ali epoksi. Uporablja se za izdelavo jadralnih letal, čolnov in kopalnih kadi. Steklena vlakna se uporabljajo predvsem za komercialne namene. Fiberglas je ena vrsta FRP.
