Mis on FRP materjal?

Fiiberarmeeritud polüumer (FRP) koosneb plastist polümeervaigu (plastist polümeeri vaigu) ja tugevdav kiud. Pärast kahe materjali sünteesitakse FRP, see ei saa mitte ainult säilitada omadused oma esialgse materjali, See tugevdab ka üldist tulemuslikkust FRP, oluliselt parandada tugevust ja jäikust uue materjali.

Polümeeride oinad on üldiselt kleepuv ja lihtne hallituse, kuid nende kõvadus on suhteliselt nõrk. Materjalis sisalduv vaivõib kaitsta materjali kulumiskindluse eest ja kaitsta selle pinda keemilise korrosiooni eest. Mitte ainult, et materjali saab kasutada ka sideaine tugevdavad kiud.

Tänu suuretugevuse leidlikkusele ja kergele tekstuurile on FRP komposiitmaterjale laialdaselt kasutatud kaitse-, lennundus- ja muudes valdkondades. Viimastel aastatel on selle materjali kasutusala veelgi laiendatud ning seda on kasutatud luksusautode, tuuleturbiinide, surumaagaasi paakide ja muude seadmete tootmiseks. Major tootjad ka kasuks FRP, sest tema kerge kaal, kõrge tugevus, ja kõrge jäikus. See on hea kerge materjal ja võib säästa energiat ka transpordi ajal. Lisaks hakati FRP-d oma tugevuse, vastupidavuse ja keemilise struktuuri tõttu kohaldama tööstusseadmete, hoonete ja muu infrastruktuuri suhtes.

▶FRP komposiitmaterjali tootmine

FRP komposiitmaterjalide tootmisprotsessis on vaja palju soojust ja survet, et saavutada komposiitmaterjalide liimimine.

▶Fiber ettevalmistamine

Valmistamiseks süsinikkiust ja klaaskiust FRP, kõrge temperatuur tingimused on hädavajalikud. Süsinikkiust saab teha karboniseeriv polüakrüülnitriil kiud, pigi kiudaineid, viskooskiud või fenoolkiud. Tootmine süsinikkiust sisaldab nelja protsessi: kiu ketramine, termiline stabiliseerimine (pre-oksüdatsioon), karboniseerimine, ja grafiit. Kaasnevad keemilised muutused hõlmavad dehüdrogeenimist, tsükleiseerimist, eeloksüdatsiooni, oksüdatsiooni ja deoksüdatsiooni. See on tehtud "valge kiudaineid" läbi rea kõrgetemperatuurilised ahjud, ja seejärel tehakse "must kiudaineid" pärast oksüdeerumist ja karboniseerimist. Klaaskiudu toodetakse kõrgetemperatuurilise ahju abil kõrgel temperatuuril sulamise, joonistamise, mähise, kudumise ja muude protsesside kaudu, sõltuvalt toodetud osade erinõuetest.

▶Osade tootmine

Praegu on FRP komposiitmaterjalidest valmistatud osade töötlemiseks ja tootmiseks palju võimalusi. Üldiselt, enne või töötlemise ajal osad, tugevdavad kiud on segatud polümeerid, ja seejärel pannakse hallituse, ja osad on tehtud lõplik kuju kihistamine ja kuumutada. Mõned osad rohkem servi ja nurkades ja keerulisem kuju, kiu ja vaigu saab panna pesa hallituse, pigistatakse toormaterjali, ja seejärel kuumutatakse. Torude ja muude pikkade detailide, kiu ja vai, saab välja pressida die ja kuivatatud kõrgel temperatuuril.

▶Materjal

Kui ettevalmistusprotsessi parandatakse, võib vähendada ka FRP komposiitmaterjalide tootmiskulusid ja energiatihedust. Seda kasutatakse laialdaselt erinevates rakendustes, et saavutada energia säästmine ja energiatõhususe parandamine.

Autotööstus: Autotööstuse jaoks, mis püüab saavutada kerget, on see materjal väga oluline. See võib parandada sõidukite energiatõhusust ja kütusesäästu, täites samal ajal ka ohutusnõudeid. Kui sõidukil on 10% suurune kaalu vähendamine, suureneb selle kütusesäästlikkus 6-8%, mis võrdub puhta elektrisõiduki reisilennuulatuse laiendamisega 10% võrra. Võrreldes traditsioonilise terase, FRP klaaskiud võib vähendada massi 25-30%, samas süsinikkiust komposiitmaterjali võib vähendada massi 60-70%.

Tuuleturbiin: FRP süsinikkiust komposiitmaterjal on kõrge kõvadus, kerge kaal ja tugev väsimuskindlus. See võib vähendada turbiini labade kaalu ja pikendada labade pikkust, parandades seeläbi tuuleenergia tootmise energiatõhusust. 2018. aasta seisuga võivad tuuleelektrijaamad saada FRP süsinikkiust komposiitmaterjalide suurimaks tarbijaks.

Kokkusurutud maagaasi mahutid: Sõidukites kasutatavatel mahutitel peab olema kerge tekstuur ja kõrge tugevus ning nad võivad säilitada vesinikku ja maagaasi. Kuigi FRP süsinikkiust komposiitmaterjal vastab sõiduki mahutite ja kõrgsurve vesinikupaakide nõuetele, on selle maksumus üsna kõrge.

Tööstusseadmed: Seda tüüpi komposiitmaterjali kõrge korrosioonikindluse tõttu võib see parandada tööstusseadmete ja -komponentide jõudlust. See materjal võib parandada soojusvahetite, ventilaatorite, puhurite ja muude seadmete jõudlust, taluda kõrgeid temperatuure, pikendada torude ja paakide kasutusiga ning parandada mehaaniliste seadmete elektrilist isolatsiooni.

Materjali suurepärase toimimise tõttu võivad kasu saada muud tööstusharud ja nendega seotud seadmed, nagu ehitus, teed ja sillad, merelaevad ja jõuülekandeliinid.