Vývoj GFRP pramení z rostoucí poptávky po nových materiálech, které jsou výkonnější, lehčí, odolnější vůči korozi a energeticky úspornější. S rozvojem materiálové vědy a neustálým zlepšováním výrobních technologií si GFRP postupně získal širokou škálu uplatnění v různých oblastech. GFRP se obecně skládá zlamináta pryskyřičnou matrici. Konkrétně se GFRP skládá ze tří částí: skelného vlákna, pryskyřičné matrice a mezifázového činidla. Mezi nimi je skelné vlákno důležitou součástí GFRP. Skelné vlákno se vyrábí tavením a tažením skla a jeho hlavní složkou je oxid křemičitý (SiO2). Skleněná vlákna mají výhody vysoké pevnosti, nízké hustoty, odolnosti vůči teplu a korozi, což materiálu dodává pevnost a tuhost. Za druhé, pryskyřičná matrice je lepidlem pro GFRP. Mezi běžně používané pryskyřičné matrice patří polyesterové, epoxidové a fenolové pryskyřice. Pryskyřičná matrice má dobrou přilnavost, chemickou odolnost a odolnost proti nárazu, což umožňuje upevnit a chránit skelné vlákno a přenášet zatížení. Mezifázová činidla naopak hrají klíčovou roli mezi skelným vláknem a pryskyřičnou matricí. Mezifázová činidla mohou zlepšit adhezi mezi skelným vláknem a pryskyřičnou matricí a zvýšit mechanické vlastnosti a trvanlivost GFRP.
Obecná průmyslová syntéza GFRP vyžaduje následující kroky:
(1) Příprava sklolaminátu:Skleněný materiál se zahřívá a taví a upravuje do různých tvarů a velikostí sklolaminátu metodami, jako je tažení nebo stříkání.
(2) Předúprava skelných vláken:Fyzikální nebo chemická povrchová úprava sklolaminátu za účelem zvýšení drsnosti jejich povrchu a zlepšení mezifázové adheze.
(3) Uspořádání sklolaminátu:Předupravené sklolaminát rozdělte do formovacího zařízení podle konstrukčních požadavků, aby se vytvořila předem určená struktura uspořádání vláken.
(4) Matrice pryskyřice pro potahování:Naneste rovnoměrně pryskyřičnou matrici na sklolaminát, impregnujte svazky vláken a uveďte vlákna do úplného kontaktu s pryskyřičnou matricí.
(5) Vytvrzování:Vytvrzování pryskyřičné matrice zahříváním, tlakováním nebo použitím pomocných materiálů (např. tvrdidla) za účelem vytvoření pevné kompozitní struktury.
(6) Následná úprava:Vytvrzený GFRP se podrobí následným procesům úpravy, jako je ořezávání, leštění a lakování, aby se dosáhlo konečné kvality povrchu a požadavků na vzhled.
Z výše uvedeného postupu přípravy je patrné, že v procesuVýroba GFRPPřípravu a uspořádání skelných vláken lze upravit podle různých procesních účelů, různých pryskyřičných matric pro různé aplikace a různých metod následného zpracování k dosažení výroby GFRP pro různé aplikace. Obecně má GFRP obvykle řadu dobrých vlastností, které jsou podrobně popsány níže:
(1) Lehká:GFRP má ve srovnání s tradičními kovovými materiály nízkou měrnou hmotnost, a proto je relativně lehký. Díky tomu je výhodný v mnoha oblastech, jako je letecký a kosmický průmysl, automobilový průmysl a sportovní vybavení, kde lze snížit vlastní hmotnost konstrukce, což vede ke zlepšení výkonu a palivové účinnosti. Při použití u stavebních konstrukcí může nízká hmotnost GFRP účinně snížit hmotnost výškových budov.
(2) Vysoká pevnost: Materiály vyztužené skelnými vláknymají vysokou pevnost, zejména pevnost v tahu a ohybu. Kombinace vlákny vyztužené pryskyřičné matrice a skelných vláken odolá velkému zatížení a namáhání, takže materiál vyniká mechanickými vlastnostmi.
(3) Odolnost proti korozi:GFRP má vynikající odolnost proti korozi a není náchylný k korozivním médiím, jako jsou kyseliny, zásady a slaná voda. Díky tomu je tento materiál velkou výhodou v různých náročných prostředích, například v oblasti lodního inženýrství, chemických zařízení a skladovacích nádrží.
(4) Dobré izolační vlastnosti:GFRP má dobré izolační vlastnosti a dokáže účinně izolovat elektromagnetickou a tepelnou energii. Díky tomu se tento materiál široce používá v oblasti elektrotechniky a tepelné izolace, jako je výroba desek plošných spojů, izolačních pouzder a tepelně izolačních materiálů.
(5) Dobrá tepelná odolnost:GFRP mávysoká tepelná odolnosta je schopen udržovat stabilní výkon ve vysokoteplotním prostředí. Díky tomu se široce používá v leteckém, petrochemickém a energetickém průmyslu, jako je výroba lopatek plynových turbín, přepážek pecí a součástí zařízení tepelných elektráren.
Stručně řečeno, GFRP má výhody vysoké pevnosti, nízké hmotnosti, odolnosti proti korozi, dobrých izolačních vlastností a tepelné odolnosti. Díky těmto vlastnostem je široce používaným materiálem ve stavebnictví, leteckém, automobilovém, energetickém a chemickém průmyslu.
Čas zveřejnění: 3. ledna 2025