Fiberforstærket polyumer (FRP) består af plastpolymerharpiks (plastpolymerharpiks) og forstærkende fiber. Efter at de to materialer er syntetiseret i FRP, kan det ikke kun opretholde egenskaberne ved det originale materiale, det styrker også FRP's samlede ydeevne, hvilket i høj grad forbedrer styrken og stivheden af det nye materiale.
Polymerharpikser er generelt klæbrige og lette at forme, men deres hårdhed er relativt svag. Harpiksen i materialet kan beskytte materialet mod slid og beskytte dets overflade mod kemisk korrosion. Ikke kun det, materialet kan også bruges som et bindemiddel til forstærkning af fibre.
På grund af høj styrke og let tekstur er FRP-kompositmaterialer blevet brugt meget inden for forsvar, luftfart og andre områder. I de senere år er anvendelsesområdet for dette materiale blevet udvidet yderligere, og det er blevet brugt til at fremstille luksusbiler, vindmøller, komprimerede naturgastanke og andet udstyr. Store producenter foretrækker også FRP på grund af dens lette vægt, høje styrke og høje stivhed. Det er et godt letvægtsmateriale og kan også spare energi under transport. Derudover begyndte FRP på grund af sin styrke, holdbarhed og kemiske struktur at blive anvendt på industrielt udstyr, bygninger og anden infrastruktur.
▶ Fremstilling af FRP-kompositmateriale
Fremstillingsprocessen for FRP-kompositmaterialer kræver meget varme og tryk for at opnå binding af kompositmaterialer.
▶ Fiberforberedelse
Til fremstilling af kulfiber og glasfiber FRP er høje temperaturforhold uundværlige. Kulfiberen kan fremstilles ved karboniserende polyacrylonitrilfiber, pitchfiber, viskosefiber eller phenolfiber. Fremstillingen af kulfiber inkluderer fire processer: spinding af fibre, termisk stabilisering (præoxidation), karbonisering og grafitisering. De ledsagende kemiske ændringer inkluderer dehydrogenering, cyklisering, præoxidation, oxidation og deoxidering. Det laves til" hvid fiber" gennem en række højtemperaturovne og derefter lavet til" sort fiber" efter oxidation og karbonisering. Glasfiberen fremstilles ved højtemperaturovn ved smeltning, trækning, vikling, vævning og andre processer ved høj temperatur afhængigt af de specifikke krav til de fremstillede dele.
▶ Produktion af dele
I øjeblikket er der mange måder at behandle og fremstille dele lavet af FRP-kompositmaterialer på. Generelt blandes armeringsfibre før eller under bearbejdning af dele med polymerer og anbringes derefter i en form, og delene bringes i den endelige form ved lagdeling og opvarmning. For nogle dele med flere kanter og hjørner og mere komplekse former kan fiberen og harpiksen anbringes i formens åbning, klemmes ind i råmaterialet og derefter opvarmes. Til rør og andre lange emner kan fiberen og harpiksen ekstruderes med en matrice og hærdes ved høj temperatur.
▶ Materiel anvendelse
Hvis fremstillingsprocessen forbedres, kan produktionsomkostningerne og energitætheden af FRP-kompositmaterialer også reduceres. Det bruges i vid udstrækning i forskellige applikationer for at opnå energibesparelse og energieffektivitetsforbedring.
Bil: For bilindustrien, der stræber efter at opnå letvægt, er dette materiale meget vigtigt. Det kan forbedre køretøjers energieffektivitet og brændstoføkonomi og samtidig opfylde sikkerhedsstandarder. Hvis køretøjet opnår en vægtreduktion på 10%, vil dets brændstoføkonomi stige med 6-8%, hvilket svarer til at udvide rækkevidden for et rent elektrisk køretøj med 10%. Sammenlignet med traditionelt stål kan FRP-glasfibre reducere massen med 25-30%, mens kulfiberkompositmateriale kan reducere massen med 60-70%.
Vindmølle: FRP kulfiberkompositmateriale har høj hårdhed, let vægt og stærk træthedsmodstand. Det kan reducere vægten af turbineblade og forlænge knivenes længde og derved forbedre energieffektiviteten ved vindkraftproduktion. Fra og med 2018 kan vindkraftværker muligvis blive den største forbruger af FRP-kulfiberkompositmaterialer.
Komprimerede naturgasopbevaringstanke: De opbevaringstanke, der bruges i køretøjer, skal have en let struktur og høj styrke og kan opbevare brint og naturgas. Selvom FRP-kulfiberkompositmateriale opfylder kravene til køretøjsopbevaringstanke og højtryksbrintanke, er omkostningerne ganske høje.
Industrielt udstyr: På grund af den høje korrosionsbestandighed af denne type kompositmateriale kan det forbedre ydeevnen for industrielt udstyr og komponenter. Dette materiale kan forbedre ydelsen for varmevekslere, blæsere, blæsere og andet udstyr, kan modstå høje temperaturer, forlænge levetiden for rør og lagertanke og forbedre den elektriske isolering af mekanisk udstyr.
På grund af materialets fremragende ydeevne kan andre industrier og relateret udstyr såsom konstruktion, veje og broer, marinefartøjer og kraftoverførselslinjer have gavn af det.