A szálerősítésű poliumer (FRP) műanyag polimer gyantából (műanyag polimer gyanta) és erősítő szálból áll. Miután a két anyagot FRP-be szintetizálták, nem csak eredeti anyagának jellemzőit tudja fenntartani, hanem erősíti az FRP általános teljesítményét is, jelentősen javítva az új anyag szilárdságát és merevségét.
A polimer gyanták általában ragadósak és könnyen formálhatók, de keménységük viszonylag gyenge. Az anyagban található gyanta megvédi az anyagot a kopástól és a felületét a kémiai korróziótól. Az anyag nemcsak kötőanyagként használható a szálak megerősítésére.
A nagy szilárdság és a könnyű textúra miatt az FRP kompozit anyagokat széles körben alkalmazták védelmi, repülési és egyéb területeken. Az elmúlt években ennek az anyagnak a felhasználási területe tovább bővült, és luxusautók, szélturbinák, sűrített földgáztartályok és egyéb berendezések gyártására használták fel. A nagy gyártók az FRP-t is előnyben részesítik könnyű súlya, nagy szilárdsága és nagy merevsége miatt. Jó könnyű anyag, és energiát takaríthat meg szállítás közben is. Emellett szilárdsága, tartóssága és kémiai szerkezete miatt az FRP-t ipari berendezésekre, épületekre és egyéb infrastruktúrára kezdték alkalmazni.
▶ FRP kompozit anyagok gyártása
Az FRP kompozit anyagok gyártási folyamata sok hőt és nyomást igényel a kompozit anyagok kötésének eléréséhez.
▶ Rostkészítés
A szénszálas és üvegszálas FRP gyártásához elengedhetetlenek a magas hőmérsékleti viszonyok. A szénszálat elő lehet állítani poliakrilnitrilszál, szurokrost, viszkózrost vagy fenolszál karbonizálásával. A szénszál gyártása négy folyamatot foglal magában: a szál fonását, a hőstabilizálást (előoxidáció), a karbonizálást és a grafitizálást. A kísérő kémiai változások közé tartozik a dehidrogénezés, a ciklizálás, az előzetes oxidáció, az oxidáció és a deoxidáció. GG-ből készítik; fehér szál GG-ből; magas hőmérsékletű sütők sorozatán keresztül, majd GG-t készítenek belőle; oxidáció és karbonizáció után. Az üvegszálat magas hőmérsékletű kemence gyártja magas hőmérsékletű olvasztással, húzással, tekercseléssel, szövéssel és más eljárásokkal, a gyártott alkatrészek egyedi követelményeitől függően.
▶ Alkatrészek gyártása
Jelenleg az FRP kompozit anyagokból készült alkatrészek feldolgozásának és gyártásának számos módja van. Általában az alkatrészek feldolgozása előtt vagy közben az erősítő szálakat összekeverjük polimerekkel, majd egy formába helyezzük, és az alkatrészeket rétegezve készítjük el a végső formára és melegítjük. Egyes, szélesebb és sarkosabb, összetettebb formájú részeknél a szálat és a gyantát be lehet tenni a forma résébe, összenyomni az alapanyagba, majd felmelegíteni. A csövek és más hosszú munkadarabok esetében a szál és a gyanta szerszámmal extrudálható és magas hőmérsékleten kikeményíthető.
▶ Anyaghasználat
Az előkészítési folyamat javításával az FRP kompozit anyagok előállítási költsége és energiasűrűsége is csökkenhet. Széles körben használják különféle alkalmazásokban az energiatakarékosság és az energiahatékonyság javítása érdekében.
Autó: A könnyűsúly elérésére törekvő autóipar számára ez az anyag nagyon fontos. Javíthatja a járművek energiahatékonyságát és üzemanyag-takarékosságát, miközben megfelel a biztonsági előírásoknak is. Ha a jármű 10% -os súlycsökkenést ér el, üzemanyag-fogyasztása 6-8% -kal nő, ami megegyezik a tiszta elektromos jármű utazási tartományának 10% -os kiterjesztésével. A hagyományos acélhoz képest az FRP üvegszál 25-30% -kal, míg a szénszálas kompozit anyag 60-70% -kal csökkentheti a tömeget.
Szélturbina: Az FRP szénszálas kompozit anyag nagy keménységű, könnyű és erős fáradtságállósággal rendelkezik. Csökkentheti a turbinapengék súlyát és meghosszabbíthatja a lapátok hosszát, ezáltal javítva a szélenergia-termelés energiahatékonyságát. 2018-tól a szélerőművek válhatnak az FRP szénszálas kompozit anyagok legnagyobb fogyasztóivá.
Sűrített földgáz tároló tartályok: A járművekben használt tároló tartályoknak könnyű textúrájúaknak és nagy szilárdságúaknak kell lenniük, és képesek hidrogén és földgáz tárolására. Bár az FRP szénszálas kompozit anyag megfelel a járműtartályok és a nagynyomású hidrogéntartályok követelményeinek, költsége meglehetősen magas.
Ipari berendezések: Az ilyen típusú kompozit anyagok magas korrózióállóságának köszönhetően javíthatja az ipari berendezések és alkatrészek teljesítményét. Ez az anyag javíthatja a hőcserélők, ventilátorok, ventilátorok és egyéb berendezések teljesítményét, ellenállhat a magas hőmérsékletnek, meghosszabbíthatja a csövek és a tartályok élettartamát, és javíthatja a mechanikus berendezések elektromos szigetelését.
Az anyag kiváló teljesítményének köszönhetően más iparágak és kapcsolódó berendezések, például az építőipar, az utak és hidak, a tengeri hajók és az erőátviteli vezetékek profitálhatnak.