FRP vs. GRP
V modernom strojárstve zohrávajú materiály zásadnú úlohu pri definovaní dizajnu, štruktúry, výkonu a účinnosti produktu. Prirodzene sa vyskytujúce inžinierske materiály niekedy nie sú schopné uspokojiť špecifikácie produktu. Preto boli vyvinuté nové materiály, aby vyhovovali širokej škále technických požiadaviek kombináciou dvoch alebo viacerých materiálov. Tieto sú známe ako kompozitné materiály.
Betón, preglejka, aerogél a uhlíkové vlákna sú vystužené polyméry; všetky sú kompozitné materiály. Tento článok sa zameriava na špecifickú triedu kompozitných materiálov, ktoré sú známe ako vláknami vystužené polyméry. Tieto materiály sú ľahké, pevné a robustné.
Čo je plast/polymér vystužený vláknami (FRP)?
Vláknami vystužené polyméry sú vyrobené z dvoch základných zložiek; vlákna a polymérna matrica. Vo FRP je vlákno vložené do polymérnej matrice. Táto štruktúra dáva úplne iné chemické a fyzikálne vlastnosti ako vlastnosti jednotlivých materiálov. V skutočnosti tieto materiály spĺňajú vyššie technické požiadavky ako bežné materiály. Preto sa kompozity používajú v menej sofistikovaných až veľmi sofistikovaných a náročných výrobných úlohách. Mechanický, civilný, biomedicínsky, námorný a letecký priemysel sú hlavnými používateľmi kompozitných materiálov.
Primárnou úlohou vlákien je poskytnúť materiálu pevnosť a tuhosť. Ale samotné vlákno je krehké (napr. sklo). Vlákna sú preto obalené povlakom z polymérnych materiálov. Polymérová matrica drží vlákna v ich polohe a prenáša zaťaženie medzi vláknami. Prispieva tiež k medzilaminárnej pevnosti v šmyku.
Vlákna použité v kompozite sú nasledovné; E-sklo, S-sklo, kremeň, aramid (Kevlar 49), Spectra 1000, uhlík (AS4), uhlík (IM-7), grafit (P-100) a bór. Polyestery, vinylestery, epoxidy, bismaleimidy, polyimidy a fenoly sú použité polyméry. Každý polymér má iné chemické a fyzikálne vlastnosti; preto prispievajú ku kompozitnej štruktúre odlišne. Výsledkom je, že vlastnosti kompozitu sa líšia aj v závislosti od polyméru.
Polyester a vinyl sú lacné materiály, a preto sa vo veľkej miere používajú v komerčných aplikáciách. Epoxidy sa používajú pre vysokovýkonné matrice z nekonečných vlákien. Funguje tiež lepšie ako vinyl a polyester v podmienkach vysokej teploty. Bismaleimidy a polyimidy sú vysokoteplotné živicové matrice na použitie v tepelne kritických inžinierskych aplikáciách. Fenoly sú vysokoteplotné živicové systémy s dobrou odolnosťou voči dymu a ohňu; preto sa používa v interiéroch lietadiel.
Čo je plast vystužený sklom (GRP) / plast vystužený sklenenými vláknami (GFRP)?
Glass Reinforced Plastic, bežne známy ako sklolaminát, 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 vysokovýkonných lietadlách a klzákoch, člnoch, automobiloch, vaniach, vírivkách, vodných nádržiach, strešných produktoch, rúrach, obkladoch, odliatkoch, surfovacích doskách a vonkajších plášťoch dverí.
Aký je rozdiel medzi FRP a GRP?
• FRP je kompozitný materiál, v ktorom sú v polymérnej matrici obsiahnuté vlákna s vysokou pevnosťou. Vďaka svojej vysokej pevnosti a nízkej hmotnosti sa používajú v mnohých komerčných a inžinierskych aplikáciách. FRP je široko používaný ako náhrada kovu a dreva. Najlepším príkladom je použitie polyméru vystuženého uhlíkovými vláknami (CFRP) namiesto hliníka a titánu alebo vysoko kvalitnej ocele v lietadlách.
• Sklolaminát alebo GRP je kompozitný materiál vyrobený zo sklenených vlákien a ako polymér používa polyester, vinyl alebo epoxid. Používa sa na výrobu klzákov, člnov a vaní. Sklolaminát sa používa hlavne na komerčné účely. Sklolaminát je jedným typom FRP.
