FRP vs GRP
V modernom strojárstve hrajú materiály zásadnú úlohu pri určovaní dizajnu, štruktúry, výkonu a efektívnosti produktu. Prirodzene sa vyskytujúce inžinierske materiály niekedy nie sú schopné vyhovieť špecifikáciám produktu. Preto boli vyvinuté nové materiály, ktoré vyhovujú širokej škále technických požiadaviek kombináciou dvoch alebo viacerých materiálov dohromady. Sú známe ako kompozitné materiály.
Betón, preglejka, aerogél a uhlíkové vlákno sú vystužené polyméry; všetko sú kompozitné materiály. Tento článok sa zameriava na konkrétnu triedu kompozitných materiálov, ktoré sú známe ako polyméry vystužené vláknami. Tieto materiály sú ľahké, pevné a robustné.
Čo je vláknami vystužený plast / polymér (FRP)?
Polyméry vystužené vláknami sú vyrobené z dvoch primárnych zložiek; vlákna a polymérna matrica. V FRP je vlákno zaliate do polymérnej matrice. Táto štruktúra dáva úplne odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti ako vlastnosti jednotlivých materiálov. Tieto materiály v skutočnosti vyhovujú vyšším technickým požiadavkám ako bežné materiály. Kompozity sa preto používajú v menej sofistikovaných až veľmi zložitých a náročných výrobných úlohách. Hlavnými používateľmi kompozitných materiálov sú strojársky, civilný, biomedicínsky, námorný a letecký priemysel.
Primárnou úlohou vlákien je poskytnúť materiálu pevnosť a tuhosť. Samotné vlákno je ale krehké (napr. Sklo). Preto sú vlákna obalené v povlaku z polymérnych materiálov. Polymérna matrica drží vlákna v ich polohe a prenáša zaťaženie medzi vláknami. Prispieva tiež k medzilaminárnej strihovej pevnosti.
Vlákna použité v kompozite sú nasledujúce; E-sklo, S-sklo, kremeň, aramid (Kevlar 49), Spectra 1000, uhlík (AS4), uhlík (IM-7), grafit (P-100) a bór. Ako polyméry sa používajú polyestery, vinylestery, epoxidy, bismaleimidy, polyimidy a fenoly. Každý polymér má odlišné chemické a fyzikálne vlastnosti; preto prispievajú odlišne k zloženej štruktúre. Výsledkom je, že kompozitné vlastnosti sa tiež líšia v závislosti od polyméru.
Polyester a vinyl sú lacné materiály, a preto sa vo veľkej miere používajú v komerčných aplikáciách. Epoxidy sa používajú pre vysoko výkonné matice z nepretržitých vlákien. Pri vysokých teplotách tiež podáva lepší výkon ako vinyl a polyester. Bismaleimidy a polyimidy sú vysokoteplotné živicové matrice na použitie v strojárskych aplikáciách kritických pre teplotu. Fenoly sú vysokoteplotné živicové systémy s dobrou odolnosťou proti dymu a ohňu; preto sa používa v interiéroch lietadiel.
Čo je sklo vystužený plast (GRP) / plast vystužený sklenenými vláknami (GFRP)?
Sklom vystužený plast, všeobecne známy ako sklenené vlákno, je vláknom vystužený polymér so sklenenými vláknami v kompozitnej štruktúre. Polymérom je zvyčajne epoxid, polyester alebo vinyl. Materiály zo sklenených vlákien sa bežne používajú vo vysoko výkonných voľnočasových lietadlách a klzákoch, člnoch, automobiloch, vaniach, vírivkách, vodných nádržiach, strešných výrobkoch, potrubiach, obkladoch, odliatkoch, surfových prknoch a vonkajších povrchoch dverí.
Aký je rozdiel medzi FRP a GRP?
• FRP je kompozitný materiál, v ktorom sú do polymérnej matrice zahrnuté vlákna s vysokou pevnosťou. Používajú sa v mnohých komerčných a inžinierskych aplikáciách kvôli svojej vysokej pevnosti a nízkej hmotnosti. FRP sa často používa ako náhrada za kov a drevo. Najlepším príkladom je použitie polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami (CFRP) namiesto hliníka a titánu alebo ušľachtilej ocele v lietadlách.
• Sklolaminát alebo GRP je kompozitný materiál vyrobený zo sklenených vlákien, ktorý ako polymér používa polyester, vinyl alebo epoxid. Používa sa na výrobu klzákov, lodí a vaní. Sklolaminát sa používa hlavne na komerčné použitie. Vláknité sklo je jedným typom FRP.
