Руководство для начинающих по армированным волокном пластикам (FRP)

Пластик, армированный волокном (FRP), также известный как армированный волокном полимер, на самом деле
композитный материал, представляющий собой полимерную матрицу, смешанную с некоторыми армирующими материалами, такими как волокна. Волокна обычно бывают базальтовыми, углеродными, стеклянными или арамидными; в некоторых случаях также можно использовать асбест, дерево или бумагу.

Формирование FRP

Возвращаясь к основам, есть два процесса, посредством которых получают полимер:ступенчатая полимеризация и аддитивная полимеризация. Композитные пластмассы образуются, когда пара однородных материалов, обладающих разными характеристиками, соединяется вместе, чтобы произвести конечный продукт с желаемыми механическими свойствами и свойствами материала. Эти композитные материалы могут быть двух типов:армированные волокном и армированные частицами.

Пластик, армированный волокном относится к той категории, в которой механическая прочность и эластичность пластмасс повышаются за счет включения волокнистых материалов. Матрица, представляющая собой материал сердцевины без армирования волокнами, твердая, но сравнительно более слабая, и ее необходимо упрочнить путем добавления мощных армирующих волокон или нитей. Именно волокно имеет решающее значение для отличия исходного полимера от FRP.

Большинство этих пластиков получают с помощью различных процессов формования, в которых используется форма или инструмент для размещения волокнистой заготовки, представляющей собой сухое волокно или волокно, содержащее определенную долю смолы. После «смачивания» сухих волокон смолой происходит «отверждение», при котором волокна и матрица принимают форму формы. На этом этапе время от времени применяется тепло и давление. Различные методы включают компрессионное формование, формование баллона, обертывание оправки, автоклав, намотку нитей и влажную укладку, среди прочего. Посмотрите это видео о процессе:

Общие свойства FRP

Эти композитные материалы обычно обладают малым весом и высокой прочностью. Они настолько сильны, что автомобильная промышленность все больше заинтересована в их использовании для замены части металла в автомобилях. Пластмассы, армированные волокном, могут быть такими же прочными, как и некоторые металлы, но они намного легче и, следовательно, более экономичны.

Свойства армированного волокном пластика можно настроить в соответствии с широким спектром требований. Полимеры, армированные волокном, обычно обладают впечатляющими электрическими характеристиками и характеристиками сжатия, а также обладают высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды. Одним из важных факторов, которые делают эти материалы фаворитом среди различных промышленных секторов, является производственный процесс, который является довольно рентабельным. Уровень производительности от среднего до высокого, и готовое склеивание демонстрируется с разнородными материалами.

Другие исключительные свойства армированного волокном пластика включают похвальную теплоизоляцию, структурную целостность и огнестойкость, а также устойчивость к УФ-излучению и устойчивость к химическим веществам и другим коррозионным материалам.

Характеристики армированного волокном пластика зависят от определенных факторов, таких как механические свойства матрицы и волокна, относительный объем обоих этих компонентов, а также длина волокна и ориентация в матрице.

Общие волокна включают:

• Стекло является очень хорошим изоляционным материалом и при смешивании с матрицей образует стекловолокно или армированный стекловолокном пластик. По сравнению с углеродным волокном оно менее прочно и жестко, менее хрупко и дорого.
• На основе углерода Пластмассы, армированные волокном, обладают высокой прочностью на разрыв, химической стойкостью, жесткостью и температурной устойчивостью, а также низким тепловым расширением и весом. Атомы углерода образуют кристаллы, которые расположены в основном вдоль длинной оси волокна. Такое выравнивание делает материал прочным за счет высокого отношения прочности к объему.
• Арамид это волокнистый компонент, из которого получаются прочные и термостойкие синтетические волокна. Он находит широкое применение во многих отраслях.

Пластмассы, армированные волокном, находят широкое применение в автомобильной, аэрокосмической, строительной и морской отраслях. Стеклопластик, армированный стекловолокном s являются очень хорошим вариантом для энергетики, поскольку они лишены какого-либо магнитного поля и могут оказывать значительное сопротивление электрическим искрам. Области применения диверсифицируются, и этот феномен очевиден в использовании углеродных волокон в спортивных товарах, планерах и рыболовных удилищах, а также в применении стеклопластиков в гидравлических воротах в Японии.

Ищете дополнительную информацию о пластиковых материалах? Загрузите наше бесплатное руководство!