Poliumer wzmocniony włóknem (FRP) składa się z żywicy polimerowej z tworzywa sztucznego (żywica polimerowa z tworzywa sztucznego) i włókien wzmacniających. Po dwóch materiałów są syntetyzowane w FRP, może nie tylko utrzymać cechy swojego oryginalnego materiału, To również wzmacnia ogólną wydajność FRP, znacznie poprawiając wytrzymałość i sztywność nowego materiału.
Żywice polimerowe są na ogół lepkie i łatwe do formowania, ale ich twardość jest stosunkowo słaba. Żywica zawarta w materiale może chronić materiał przed ścieraniem i chronić jego powierzchnię przed korozją chemiczną. Nie tylko to, materiał może być również stosowany jako spoiwo do wzmacniania włókien.
Ze względu na wysoką wytrzymałość i lekką teksturę, materiały kompozytowe FRP były szeroko stosowane w obronie, lotnictwie i innych dziedzinach. W ostatnich latach zakres zastosowań tego materiału został rozszerzony i został on wykorzystany do produkcji luksusowych samochodów, turbin wiatrowych, zbiorników sprężonego gazu ziemnego i innych urządzeń. Główni producenci również faworyzują FRP ze względu na jego lekką wagę, wysoką wytrzymałość i wysoką sztywność. Jest to dobry lekki materiał, a także może zaoszczędzić energię podczas transportu. Ponadto, ze względu na swoją wytrzymałość, trwałość i strukturę chemiczną, FRP zaczętołówłośny został zastosowany do sprzętu przemysłowego, budynków i innej infrastruktury.
produkcja materiałów kompozytowych ▶FRP
Proces produkcji materiałów kompozytowych FRP wymaga dużo ciepła i ciśnienia, aby osiągnąć wiązanie materiałów kompozytowych.
▶Gotower nad włóknem
Do produkcji włókna węglowego i włókna szklanego FRP niezbędne są warunki wysokiej temperatury. Włókno węglowe może być wykonane przez karbonizację włókna poliakrylonitrylowego, włókna pitch, włókna wiskozowego lub włókna fenolowego. Produkcja włókna węglowego obejmuje cztery procesy: przędzenie włókien, stabilizację termiczną (pre-utlenianie), karbonizację i grafitizację. Towarzyszące zmiany chemiczne obejmują odwodornienie, cyklizację, wstępne utlenianie, utlenianie i odtlenianie. Jest on wykonany w "białe włókno" przez serię pieców wysokotemperaturowych, a następnie wykonane w "czarne włókno" po utlenianiu i karbonizacji. Włókno szklane jest produkowane przez piec wysokotemperaturowy poprzez topienie w wysokiej temperaturze, rysowanie, uzwojenie, tkanie i inne procesy, w zależności od specyficznych wymagań produkowanych części.
▶Produkcja części
Obecnie istnieje wiele sposobów przetwarzania i produkcji części wykonanych z materiałów kompozytowych FRP. Ogólnie rzecz biorąc, przed lub w trakcie przetwarzania części, włókna wzmacniające są mieszane z polimerami, a następnie umieszczane w formie, a części są wykonane w ostateczny kształt przez warstwowanie i podgrzewanie. Dla niektórych części z więcej krawędzi i narożników i bardziej złożonych kształtów, włókna i żywicy można umieścić w gnieździe formy, wciśnięty do surowca, a następnie ogrzewane. W przypadku rur i innych długich przedmiotów włókno i żywica mogą być wytłaczane matrycą i utwardzane w wysokiej temperaturze.
▶Materiał materiałowy
W przypadku usprawnienia procesu przygotowania można również zmniejszyć koszt produkcji i gęstość energetyczną materiałów kompozytowych FRP. Jest szeroko stosowany w różnych zastosowaniach w celu osiągnięcia oszczędności energii i poprawy efektywności energetycznej.
Samochód: Dla przemysłu motoryzacyjnego, który stara się osiągnąć lekkość, materiał ten jest bardzo ważny. Może poprawić efektywność energetyczną i zużycie paliwa w pojazdach, a jednocześnie spełniać normy bezpieczeństwa. Jeśli pojazd osiągnie zmniejszenie masy o 10%, jego zużycie paliwa wzrośnie o 6-8%, co odpowiada rozszerzeniu zasięgu przelotowego pojazdu czysto elektrycznego o 10%. W porównaniu z tradycyjną stalą, włókno szklane FRP może zmniejszyć masę o 25-30%, podczas gdy materiał kompozytowy z włókna węglowego może zmniejszyć masę o 60-70%.
Turbina wiatrowa: materiał kompozytowy z włókna węglowego FRP ma wysoką twardość, lekkość i silną odporność na zmęczenie. Może zmniejszyć masę łopat turbin i wydłużyć długość łopat, poprawiając w ten sposób efektywność energetyczną wytwarzania energii wiatrowej. Od 2018 r. elektrownie wiatrowe mogą stać się największym konsumentem materiałów kompozytowych z włókien węglowych FRP.
Zbiorniki na sprężony gaz ziemny: Zbiorniki magazynowe używane w pojazdach muszą mieć lekką teksturę i wysoką wytrzymałość oraz mogą przechowywać wodór i gaz ziemny. Chociaż materiał kompozytowy z włókna węglowego FRP spełnia wymagania zbiorników magazynowych pojazdów i wysokociśnieniowych zbiorników wodorowych, jego koszt jest dość wysoki.
Urządzenia przemysłowe: Ze względu na wysoką odporność na korozję tego typu materiału kompozytowego, może poprawić wydajność urządzeń przemysłowych i komponentów. Materiał ten może poprawić wydajność wymienników ciepła, wentylatorów, dmuchaw i innych urządzeń, może wytrzymać wysokie temperatury, przedłużyć żywotność rur i zbiorników magazynowych oraz poprawić izolację elektryczną urządzeń mechanicznych.
Ze względu na doskonałą wydajność materiału, inne gałęzie przemysłu i związane z nim urządzenia, takie jak budowa, drogi i mosty, statki morskie i linie przesyłu energii elektrycznej mogą skorzystać.