FRP vs GRP
V moderním strojírenství hrají materiály zásadní roli při určování designu, struktury, výkonu a efektivity produktu. Přirozeně se vyskytující technické materiály někdy nejsou schopny splnit specifikace produktu. Proto byly vyvinuty nové materiály, které vyhověly široké škále technických požadavků kombinací dvou nebo více materiálů dohromady. Tito jsou známí jako kompozitní materiály.
Beton, překližka, aerogel a uhlíková vlákna jsou vyztužené polymery; všechny jsou kompozitní materiály. Tento článek se zaměřuje na konkrétní třídu kompozitních materiálů, které jsou známé jako polymery vyztužené vlákny. Tyto materiály jsou lehké, pevné a robustní.
Co je vlákno vyztužený plast / polymer (FRP)?
Polymery vyztužené vlákny jsou vyrobeny ze dvou primárních složek; vlákna a polymerní matrice. V FRP je vlákno zapuštěno do polymerní matrice. Tato struktura poskytuje zcela odlišné chemické a fyzikální vlastnosti než vlastnosti jednotlivých materiálů. Ve skutečnosti tyto materiály splňují vyšší technické požadavky než běžné materiály. Kompozity se proto používají v méně sofistikovaných až velmi složitých a náročných výrobních úkolech. Hlavními uživateli kompozitních materiálů jsou strojírenský, civilní, biomedicínský, námořní a letecký průmysl.
Primární rolí vláken je poskytnout materiálu pevnost a tuhost. Samotné vlákno je ale křehké (např. Sklo). Vlákna jsou proto zapouzdřena v povlaku z polymerních materiálů. Polymerní matrice udržuje vlákna v jejich poloze a přenáší zatížení mezi vlákny. Přispívá také k mezilaminární smykové pevnosti.
Vlákna použitá v kompozitu jsou následující; E-sklo, S-sklo, křemen, aramid (Kevlar 49), Spectra 1000, uhlík (AS4), uhlík (IM-7), grafit (P-100) a bór. Polymery, vinylestery, epoxidy, bismaleimidy, polyimidy a fenoly jsou použitými polymery. Každý polymer má jiné chemické a fyzikální vlastnosti; proto přispívejte odlišně ke kompozitní struktuře. Výsledkem je, že kompozitní vlastnosti se také liší podle polymeru.
Polyester a vinyl jsou levné materiály, a proto se hojně používají v komerčních aplikacích. Epoxidy se používají pro vysoce výkonné matice s kontinuálním vláknem. Ve vysokých teplotách také funguje lépe než vinyl a polyester. Bismaleimidy a polyimidy jsou vysokoteplotní pryskyřičné matrice pro použití v technických aplikacích kritických pro teplotu. Fenoly jsou vysokoteplotní pryskyřičné systémy s dobrou odolností proti kouři a ohni; proto se používá v interiérech letadel.
Co je sklo vyztužený plast (GRP) / plast vyztužený skleněnými vlákny (GFRP)?
Sklo vyztužený plast, běžně známý jako skleněná vlákna, je polymer vyztužený vlákny se skleněnými vlákny ve složené struktuře. Polymerem je obvykle epoxid, polyester nebo vinyl. Materiály ze skleněných vláken se běžně používají ve vysoce výkonných volnočasových letadlech a kluzácích, lodích, automobilech, vaně, vířivkách, vodních nádržích, střešních výrobcích, trubkách, obkladech, odlitcích, surfových prknech a pláštích vnějších dveří.
Jaký je rozdíl mezi FRP a GRP?
• FRP je kompozitní materiál, kde jsou do polymerní matrice zahrnuta vlákna s vysokou pevností. Používají se v mnoha komerčních a strojírenských aplikacích díky své vysoké pevnosti a nízké hmotnosti. FRP je široce používán jako náhrada za kov a dřevo. Nejlepším příkladem je použití polymeru vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP) místo hliníku a titanu nebo vysoce kvalitní oceli v letadlech.
• Sklolaminát nebo GRP je kompozitní materiál vyrobený ze skleněných vláken a jako polymer používá polyester, vinyl nebo epoxid. Používá se k výrobě kluzáků, lodí a van. Sklolaminát se používá hlavně pro komerční aplikace. Vláknová skla jsou jedním typem FRP.
