FRP pret GRP
Mūsdienu inženierzinātnēs materiāliem ir būtiska nozīme, nosakot produkta dizainu, struktūru, veiktspēju un efektivitāti. Dažreiz dabā sastopamie inženiertehniskie materiāli nespēj apmierināt produkta specifikācijas. Tāpēc tika izstrādāti jauni materiāli, lai apmierinātu dažādas inženiertehniskās prasības, apvienojot divus vai vairākus materiālus. Tos sauc par kompozītmateriāliem.
Betons, saplāksnis, aerogels un oglekļa šķiedra ir pastiprināti polimēri; visi ir kompozītmateriāli. Šajā rakstā galvenā uzmanība ir pievērsta noteiktai kompozītmateriālu klasei, kas ir zināmi kā šķiedru pastiprināti polimēri. Šie materiāli ir viegli, spēcīgi un izturīgi.
Kas ir ar šķiedru pastiprināta plastmasa/polimērs (FRP)?
Ar šķiedru pastiprināti polimēri ir izgatavoti no divām primārajām sastāvdaļām; šķiedras un polimēru matrica. FRP šķiedra ir iestrādāta polimēra matricā. Šī struktūra nodrošina pilnīgi atšķirīgas ķīmiskās un fizikālās īpašības nekā atsevišķu materiālu īpašības. Faktiski šie materiāli atbilst augstākām inženiertehniskajām prasībām nekā parastie materiāli. Tādējādi kompozītmateriālus izmanto mazāk sarežģītos līdz ļoti sarežģītos un prasīgos ražošanas uzdevumos. Mehāniskā, civilā, biomedicīnas, jūras un kosmosa rūpniecība ir galvenie kompozītmateriālu lietotāji.
Šķiedru galvenā loma ir nodrošināt materiālam izturību un stingrību. Taču šķiedra vien ir trausla (piemēram, stikls). Tāpēc šķiedras ir pārklātas ar polimēru materiālu pārklājumu. Polimēru matrica notur šķiedras savā vietā un pārnes slodzes starp šķiedrām. Tas arī veicina starpslāņu bīdes izturību.
Kompozītā izmantotās šķiedras ir šādas; E-stikls, S-stikls, kvarcs, aramīds (Kevlar 49), Spectra 1000, ogleklis (AS4), ogleklis (IM-7), grafīts (P-100) un bors. Izmantotie polimēri ir poliesteri, vinila esteri, epoksīdi, bismaleimīdi, poliimīdi un fenoli. Katram polimēram ir dažādas ķīmiskās un fizikālās īpašības; tāpēc dažādi veicina salikto struktūru. Tā rezultātā arī kompozītmateriālu īpašības atšķiras atkarībā no polimēra.
Poliesters un vinils ir zemu izmaksu materiāli, tāpēc tos plaši izmanto komerciālos lietojumos. Epoksīdi tiek izmantoti augstas veiktspējas nepārtrauktu šķiedru matricām. Tas arī darbojas labāk nekā vinils un poliesters augstas temperatūras apstākļos. Bismaleimīdi un poliimīdi ir augstas temperatūras sveķu matricas izmantošanai temperatūrai kritiskos inženiertehniskos lietojumos. Fenoli ir augstas temperatūras sveķu sistēmas ar labu dūmu un ugunsizturību; tāpēc izmanto lidmašīnu interjerā.
Kas ir ar stiklu pastiprināta plastmasa (GRP)/stikla šķiedras plastmasa (GFRP)?
Stikla plastmasa, plaši pazīstama kā stikla šķiedra, ir ar šķiedru pastiprināts polimērs ar stikla šķiedrām kompozītmateriālu struktūrā. Polimērs parasti ir epoksīds, poliesteris vai vinils. Stikla šķiedras materiālus parasti izmanto augstas veiktspējas atpūtas lidmašīnās un planieros, laivās, automašīnās, vannās, burbuļvannās, ūdens tvertnēs, jumta izstrādājumos, caurulēs, apšuvumos, lietņos, vējdēļos un ārējo durvju apvalkos.
Kāda ir atšķirība starp FRP un GRP?
• FRP ir kompozītmateriāls, kura polimēru matricā ir iekļautas augstas stiprības šķiedras. To augstās izturības un vieglā svara dēļ tos izmanto daudzos komerciālos un inženiertehniskos lietojumos. FRP tiek plaši izmantots kā metāla un koka aizstājējs. Labākais piemērs ir oglekļa šķiedras pastiprināta polimēra (CFRP) izmantošana alumīnija un titāna vai augstas kvalitātes tērauda vietā lidmašīnās.
• Stikla šķiedra jeb GRP ir kompozītmateriāls, kas izgatavots no stikla šķiedrām un kā polimēru izmanto poliesteru, vinilu vai epoksīdu. To izmanto planieru, laivu un vannu izgatavošanai. Stikla šķiedru galvenokārt izmanto komerciāliem nolūkiem. Stikla šķiedra ir viens no FRP veidiem.
