FRP در مقابل GRP
در مهندسی مدرن، مواد نقشی حیاتی در تعیین طراحی، ساختار، عملکرد و کارایی محصول دارند. گاهی اوقات، مواد مهندسی طبیعی قادر به برآوردن مشخصات یک محصول نیستند. بنابراین، مواد جدید برای پاسخگویی به طیف گسترده ای از نیازهای مهندسی با ترکیب دو یا چند ماده با هم توسعه یافتند. اینها به عنوان مواد کامپوزیت شناخته می شوند.
بتن، تخته سه لا، آئروژل و فیبر کربن پلیمرهای تقویت شده هستند. همه مواد کامپوزیتی هستند این مقاله بر روی دسته خاصی از مواد کامپوزیتی تمرکز دارد که به عنوان پلیمرهای تقویت شده با الیاف شناخته می شوند. این مواد وزن سبک، قوی و مستحکم هستند.
پلاستیک/پلیمر تقویت شده با الیاف (FRP) چیست؟
پلیمرهای تقویت شده با الیاف از دو جزء اصلی ساخته شده اند. الیاف و ماتریس پلیمری در FRP، فیبر در یک ماتریس پلیمری تعبیه شده است. این ساختار خواص شیمیایی و فیزیکی کاملاً متفاوتی نسبت به خواص مواد جداگانه می دهد. در واقع، این مواد نیازهای مهندسی بالاتری را نسبت به مواد معمولی برآورده می کنند. از این رو کامپوزیت ها در کارهای تولیدی بسیار پیچیده و سخت استفاده می شوند. صنایع مکانیکی، عمرانی، زیست پزشکی، دریایی و هوافضا استفاده کنندگان اصلی مواد کامپوزیتی هستند.
نقش اصلی الیاف ایجاد استحکام و سفتی مواد است. اما فیبر به تنهایی شکننده است (مثلاً شیشه). بنابراین، الیاف در پوششی از مواد پلیمری قرار می گیرند. ماتریس پلیمری الیاف را در موقعیت خود نگه می دارد و بارها را بین الیاف منتقل می کند. همچنین به مقاومت برشی بین لایه ای کمک می کند.
الیاف مورد استفاده در کامپوزیت به شرح زیر است. E-glass، S-glass، Quartz، Aramid (Kevlar 49)، Spectra 1000، Carbon (AS4)، کربن (IM-7)، گرافیت (P-100) و Boron. پلی استرها، وینیل استرها، اپوکسی ها، بیسمالیمیدها، پلی ایمیدها و فنولیک ها پلیمرهای مورد استفاده هستند. هر پلیمر خواص شیمیایی و فیزیکی متفاوتی دارد. بنابراین، به طور متفاوتی به ساختار کامپوزیت کمک کنید. در نتیجه، خواص کامپوزیت نیز بر اساس پلیمر متفاوت است.
پلی استر و وینیل مواد کم‌هزینه‌ای هستند، از این رو به طور گسترده در کاربردهای تجاری استفاده می‌شوند. اپوکسی ها برای ماتریس های فیبر پیوسته با کارایی بالا استفاده می شوند. همچنین در شرایط دمای بالا عملکرد بهتری نسبت به وینیل و پلی استر دارد. بیسمالیمیدها و پلی‌آمیدها ماتریس‌های رزینی با دمای بالا برای استفاده در کاربردهای مهندسی بحرانی دما هستند. فنولیک ها سیستم های رزینی با درجه حرارت بالا با مقاومت خوب در برابر دود و آتش هستند. بنابراین، در فضای داخلی هواپیما استفاده می شود.
پلاستیک تقویت شده با شیشه (GRP) / پلاستیک تقویت شده با الیاف شیشه (GFRP) چیست؟
پلاستیک تقویت شده با شیشه، که معمولاً به عنوان فایبرگلاس شناخته می شود، یک پلیمر تقویت شده با الیاف با الیاف شیشه در ساختار کامپوزیت است. پلیمر معمولاً اپوکسی، پلی استر یا وینیل است. مواد فایبرگلاس معمولاً در هواپیماها و گلایدرهای تفریحی با کارایی بالا، قایق‌ها، اتومبیل‌ها، وان‌ها، وان‌های داغ، مخازن آب، محصولات سقف‌سازی، لوله‌ها، روکش‌ها، ریخته‌گری‌ها، تخته‌های موج سواری و پوسته درب‌های خارجی استفاده می‌شوند.
تفاوت بین FRP و GRP چیست؟
• FRP یک ماده کامپوزیتی است که در آن الیاف با استحکام بالا در یک ماتریس پلیمری گنجانده شده است. آنها به دلیل استحکام بالا و وزن سبک در بسیاری از کاربردهای تجاری و مهندسی استفاده می شوند. FRP به طور گسترده ای به عنوان جایگزینی برای فلز و چوب استفاده می شود. بهترین مثال استفاده از پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن (CFRP) به جای آلومینیوم و تیتانیوم یا فولاد درجه بالا در هواپیماها است.
• فایبرگلاس یا GRP یک ماده کامپوزیت ساخته شده از الیاف شیشه است و از پلی استر، وینیل یا اپوکسی به عنوان پلیمر استفاده می کند. از آن برای ساخت گلایدر، قایق و وان حمام استفاده می شود. فایبرگلاس عمدتاً برای کاربردهای تجاری استفاده می شود. فایبر شیشه یکی از انواع FRP است.
