FRP vs. GRP
V moderním strojírenství hrají materiály zásadní roli při definování designu, struktury, výkonu a účinnosti produktu. Někdy přirozeně se vyskytující inženýrské materiály nejsou schopny splnit specifikace produktu. Proto byly vyvinuty nové materiály, které splňují širokou škálu technických požadavků kombinací dvou nebo více materiálů dohromady. Tyto materiály jsou známé jako kompozitní materiály.
Beton, překližka, aerogel a uhlíková vlákna jsou vyztužené polymery; všechny jsou kompozitní materiály. Tento článek se zaměřuje na specifickou třídu kompozitních materiálů, které jsou známé jako vlákny vyztužené polymery. Tyto materiály jsou lehké, pevné a robustní.
Co je plast/polymer vyztužený vlákny (FRP)?
Polymery vyztužené vlákny jsou vyrobeny ze dvou primárních složek; vlákna a polymerní matrice. U FRP je vlákno uloženo v polymerní matrici. Tato struktura dává 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 sofistikovaných a náročných výrobních úlohách. Mechanický, civilní, biomedicínský, námořní a letecký průmysl jsou hlavními uživateli kompozitních materiálů.
Primární úlohou vláken je poskytovat materiálu pevnost a tuhost. Ale samotné vlákno je křehké (např. sklo). Proto jsou vlákna obalena povlakem z polymerních materiálů. Polymerní matrice drží vlákna v jejich poloze a přenáší zatížení mezi vlákny. Přispívá také k mezilaminární pevnosti ve smyku.
Vlákna použitá v kompozitu jsou následující; E-sklo, S-sklo, Křemen, Aramid (Kevlar 49), Spectra 1000, Karbon (AS4), Karbon (IM-7), Grafit (P-100) a Bor. Polyestery, vinylestery, epoxidy, bismaleimidy, polyimidy a fenoly jsou používané polymery. Každý polymer má jiné chemické a fyzikální vlastnosti; proto přispívají ke složené struktuře různě. V důsledku toho se vlastnosti kompozitu také liší podle polymeru.
Polyester a vinyl jsou levné materiály, a proto se široce používají v komerčních aplikacích. Epoxidy se používají pro vysoce výkonné matrice z nekonečných vláken. Funguje také lépe než vinyl a polyester při vysokých teplotách. Bismaleimidy a polyimidy jsou vysokoteplotní pryskyřičné matrice pro použití v tepelně kritických technických aplikacích. Fenoly jsou vysokoteplotní pryskyřičné systémy s dobrou odolností proti kouři a ohni; proto se používá v interiérech letadel.
Co je plast vyztužený sklem (GRP) / plast vyztužený skleněnými vlákny (GFRP)?
Glass Reinforced Plastic, běžně známý jako sklolaminát, je vlákny vyztužený polymer se skleněnými vlákny v kompozitní struktuře. Polymerem je obvykle epoxid, polyester nebo vinyl. Sklolaminátové materiály se běžně používají ve vysoce výkonných rekreačních letadlech a kluzácích, člunech, automobilech, vanách, vířivkách, vodních nádržích, střešních výrobcích, trubkách, obkladech, litinách, surfovacích prknech a vnějších dveřních pláštích.
Jaký je rozdíl mezi FRP a GRP?
• FRP je kompozitní materiál, kde jsou v polymerní matrici obsažena vysoce pevná vlákna. Díky své vysoké pevnosti a nízké hmotnosti se používají v mnoha komerčních a strojírenských aplikacích. FRP je široce používán jako náhrada kovu a dřeva. Nejlepším příkladem je použití polymeru vyztuženého uhlíkovými vlákny (CFRP) místo hliníku a titanu nebo vysoce kvalitní oceli v letadlech.
• Sklolaminát neboli 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. Sklolaminát je jeden typ FRP.
