Преимущества армированных волокном полимерных композитов

Что такое армированный волокном полимер (FRP) иПрофили из армированного стекловолокном полимера (GRP)и для чего они лучше всего подходят?

FRP включает композитные материалы с высокопрочными волокнами, обычно содержащимися в полимерной матрице. Их высокая прочность и легкий вес полезны как в коммерческих, так и в инженерных приложениях. Они все чаще используются для замены традиционных материалов, таких как дерево, и металлов, таких как сталь, железо и алюминий.

Вообще говоря, стеклопластик — это композитный материал, относящийся к категории пластиков, армированных стекловолокном (FRP). Используя полиэстер, эпоксидную смолу или винил в качестве полимера, GRP изготавливается из стекловолокна и используется в основном в коммерческих целях, включая производство лодок, ванн и планеров.

Преимущества армированных волокном полимерных композитов

Иногда производитель может использовать один из следующих терминов:

• Композит из стекловолокна
•  
• Стекловолокно (GRP)
•  
• Пластик, армированный волокном (FRP)
•  

Эти названия на самом деле относятся к одному и тому же: композиту, в котором используются два материала — волокно и смола. Волокна обеспечивают армирование, в то время как смола обеспечивает тело — с технической точки зрения, матрицу — необходимую для придания изделию формы.

В этой статье мы рассмотрим растущую популярность FRP и GRP и приложений, для которых они лучше всего подходят.

FRP представляет собой композитный материал, состоящий из полимерной матрицы, смешанной с армирующими материалами, такими как волокна. Как правило, волокна могут быть стеклянными, арамидными, базальтовыми или углеродными волокнами, а также бумагой или асбестом. Полученный продукт обычно представляет собой полужесткий пластиковый продукт.

Между тем, в то время как большинство структурных компонентов из стекловолокна изготавливаются с помощью процесса пултрузии, стекловолокно также может быть изготовлено с помощью компрессионного формования, формования с переносом смолы, литья под давлением в открытой форме и литья.

Вот почему производители, использующие пултрузионные технологии, часто подчеркивают, что продукты, которые они производят, относятся исключительно к пултрузионным стекловолокнам, чтобы избежать путаницы со стекловолокнами, полученными другими методами.

Из чего состоит смола?

Тип смолы зависит от типа FRP. Исторически сложилось так, что типы смол, используемых при пултрузии стекловолокна, включают:

• Полиэстер
•  
• Полиуретан
•  
• Эпоксидная смола
•  
• Виниловый эфир
•  

Полиэстер остается наиболее широко используемой смолой и обладает превосходными универсальными свойствами. Преимущества включают относительно низкую стоимость, простоту обработки, быстрое отверждение и относительную прочность.

Виниловый эфир может быть дороже, чем полиэстер, но в результате получается более прочный композит FRP. В большинстве случаев молекулярная структура сложных виниловых эфиров очень похожа на структуру сложных полиэфиров. Разница в том, что виниловые эфиры содержат меньше сложноэфирных групп. Поэтому композит более устойчив к воде и химическим веществам.

В то же время стекловолокно на основе эпоксидной смолы обладает большей долговечностью, прочностью и химической стойкостью. Кроме того, эпоксидная смола повышает термостойкость стекловолокна. Тем не менее, эпоксидные смолы имеют более сложные требования к обработке и, как правило, более дорогие материалы.

Совсем недавно многие производители пултрузионного стекловолокна начали использовать полиуретановые смолы, которые имеют непревзойденные эксплуатационные характеристики полиуретанов. Полиуретаны превосходят другие типы смол с точки зрения прочности, ударной вязкости, термостойкости, УФ-излучения и факторов окружающей среды.

Использование пултрузионных изделий произвело революцию в нескольких отраслях промышленности. От термостойкости до легкого веса они являются идеальной альтернативой традиционным строительным материалам. У пултрузионного стекловолокна есть преимущества, которые делают его одним из самых прочных, долговечных и экономически эффективных строительных материалов, доступных сегодня.

Например, можно сказать, что обычные материалы, такие как бетон, сталь и алюминий, очень эффективно подавляют электромагнитные волны. Короче говоря, любой магнитный или проводящий материал блокирует или искажает большое количество встречающихся беспроводных сигналов.

К счастью, стекловолокно не является ни магнитным, ни проводящим. Это делает стекловолокно подходящим для использования в телекоммуникационной отрасли, поскольку оно прозрачно для радиоволн, сотовых частот и других форм электромагнитных сигналов.

Фактически, стекловолокно стало предпочтительным материалом для изготовления экранов вышек сотовой связи. Они все чаще используются для обеспечения защитных слоев для антенн и другого телекоммуникационного оборудования.

Преимущества стекловолокна

Стекловолокно – привлекательная альтернатива металлу. В зависимости от области применения стекловолокно обладает неоспоримыми преимуществами, в том числе:

• Высокая сила
•  
• консервант
•  
• Легкий вес
•  
• Непроводящий
•  
• Электромагнитная прозрачность
•  
• Бесплатная поддержка
•  
• Легко транспортировать и устанавливать
•  
• Термическая стабильность
•  
• Разнообразные приложения
•  

Пултрузионные изделия (FRP и GRP) используются в средах, где прочность играет решающую роль. Примером могут служить резервуары для хранения, которые должны соприкасаться с различными видами жидкостей и хранить большие объемы без разрывов и утечек.

Трубы FRP и GRP используются в морской среде, на нефтеперерабатывающих заводах, в системах очистки сточных вод. Производители настраивают профили — цвет, форму, размер, длину — для использования. Такая гибкость позволяет руководителям проектов выбирать продукты в соответствии со своими потребностями. Например, такие трубы подают воду для орошения или гидроэнергетики и отводят сточные воды.

Польза

Расходы на контроль:Изделия из стеклопластика и стеклопластика более экологичны, чем такие альтернативы, как дерево, алюминий, железо или сталь. Они служат дольше и требуют минимального обслуживания.

Непроводящий:Пултрузионные изделия могут быть непроводящими, атмосферостойкими, обеспечивать изоляцию и сопротивляться коррозии.

Легко транспортировать:Они легкие, простые и дешевые в транспортировке.