Разница между FRP и GRP

Thread Content

В современной инженерии материалы играют ключевую роль в определении конструкции, структуры, характеристик и эффективности изделия. Иногда природные инженерные материалы не способны удовлетворить требованиям, предъявляемым к изделию. Поэтому были разработаны новые материалы путем сочетания двух или более компонентов. Такие материалы называются композитными. Бетон, фанера, аэрогель и углеродное волокно представляют собой армированные полимеры; все они являются композитными материалами. В данной статье рассматривается особый класс композитных материалов — волокнисто-армированные полимеры. Эти материалы обладают малым весом, высокой прочностью и надежностью.

Что такое волокнисто-армированный пластик/полимер (FRP)?
Волокнисто-армированные полимеры состоят из двух основных компонентов: волокон и полимерной матрицы. В таких материалах волокна закреплены в полимерной матрице. Такая структура придает им совершенно иные химические и физические свойства по сравнению с отдельными компонентами. Фактически эти материалы удовлетворяют более высоким инженерным требованиям, чем обычные материалы. Поэтому композиты применяются как в простых, так и в сложных производственных процессах. Основными потребителями композитных материалов являются машиностроительная, гражданская, биомедицинская, судостроительная и аэрокосмическая отрасли.

Основная функция волокон — придавать материалу прочность и жесткость. Однако сами по себе волокна хрупкие (например, стекло). Поэтому их покрывают слоем полимерного материала. Полимерная матрица удерживает волокна на месте и передает нагрузку между ними; она также способствует повышению прочности композита на сдвиг.

В качестве волокон для композитов используются следующие материалы: стекловолокно типа Е, стекловолокно типа S, кварц, арамид (Кевлар 49), Spectra 1000, углеродное волокно (AS4, IM-7), графит (P-100) и бор. В качестве полимеров применяются полиэфиры, винилэфиры, эпоксидные смолы, бисмалеимиды, полиимиды и фенолформальдегидные смолы. Каждый полимер обладает своими химическими и физическими свойствами, поэтому по-разному влияет на структуру композита. Следовательно, свойства самого композита также зависят от используемого полимера.

Полиэфиры и винилэфиры являются недорогими материалами, поэтому широко применяются в коммерческих целях. Эпоксидные смолы используются для создания высокопрочных матриц на основе непрерывных волокон; они также показывают лучшие результаты при высоких температурах по сравнению с винилэфирами и полиэфирами. Бисмалеимиды и полиимиды представляют собой высокотемпературные смолы, применяемые в условиях экстремальных температур. Фенолформальдегидные смолы устойчивы к дыму и огню, поэтому используются для отделки внутренних частей самолетов.

Что такое стеклопластик (GRP)/стекловолокнистый пластик (GFRP)?
Стеклопластик, также известный как стекловолокнистый пластик, представляет собой волокнисто-армированный полимер, в котором в качестве армирующего элемента выступает стекловолокно. В качестве полимера обычно используются эпоксидные смолы, полиэфиры или винилэфиры. Стеклопластик широко применяется в производстве высокопроизводительных спортивных самолетов и планеров, лодок, автомобилей, ванн, бассейнов, водонагревателей, кровельных материалов, труб, облицовочных панелей, доск для серфинга и внешних панелей дверей.

В чем различие между FRP и GRP?
• FRP — это композитный материал, в котором высокопрочные волокна закреплены в полимерной матрице. Благодаря своей прочности и легкости он находит широкое применение в коммерческой и инженерной сферах. FRP часто используется вместо металла и древесины; ярким примером является использование углеродно-волокнистого полимера (CFRP) вместо алюминия, титана или высококачественной стали в самолетостроении.
• Стеклопластик или GRP — это композитный материал, состоящий из стекловолокна и полимера (полиэфира, винилэфира или эпоксидной смолы). Он применяется для изготовления планеров, лодок и ванн. Стеклопластик в основном используется в коммерческих целях. Стекловолокнистый пластик является одним из видов FRP.