Poliumer ojačan vlaknima (FRP) sastoji se od plastične polimerne smole (plastična polimerna smola) i armaturnih vlakana . Nakon što se dva materijala sintetiziraju u FRP, ne samo da može zadržati karakteristike svog izvornog materijala, već i jača ukupnu učinkovitost FRP-a, uvelike poboljšavajući čvrstoću i krutost novog materijala.
Polimerne smole su općenito ljepljive i lako se oblikuju, ali njihova tvrdoća je relativno slaba. Smola sadržana u materijalu može zaštititi materijal od abrazije i zaštititi njegovu površinu od kemijske korozije. I ne samo to, materijal se također može koristiti kao vezivo za ojačanje vlakana.
Zbog visoke čvrstoće i lagane teksture, FRP kompozitni materijali široko su korišteni u obrani, zrakoplovstvu i drugim područjima. Posljednjih godina dodatno je proširen raspon primjene ovog materijala, a koristi se za proizvodnju luksuznih automobila, vjetroturbina, spremnika za stlačeni prirodni plin i druge opreme. Veliki proizvođači također favoriziraju FRP zbog svoje lake težine, visoke čvrstoće i visoke krutosti. To je dobar lagani materijal i također može uštedjeti energiju tijekom transporta. Osim toga, zbog svoje čvrstoće, trajnosti i kemijske strukture, FRP se počeo primjenjivati na industrijsku opremu, zgrade i drugu infrastrukturu.
▶FRP proizvodnja kompozitnih materijala
Proizvodni proces FRP kompozitnih materijala zahtijeva puno topline i pritiska kako bi se postiglo povezivanje kompozitnih materijala.
▶Fiber priprema
Za proizvodnju karbonskih vlakana i staklenih vlakana FRP neizostavni su uvjeti visoke temperature. Karbonska vlakna mogu se napraviti karboniziranjem poliakrilonitrila vlakana, vlakana, viskoznih vlakana ili fenoličnih vlakana. Proizvodnja karbonskih vlakana uključuje četiri procesa: okretanje vlakana, toplinsku stabilizaciju (predoksidaciju), karbonizaciju i grafitizaciju. Popratne kemijske promjene uključuju dehidrogenaciju, ciklizaciju, predoksidaciju, oksidaciju i deoksidaciju. Izrađena je od "bijelih vlakana" kroz niz visokotegornih pećnica, a zatim se nakon oksidacije i karbonizacije pretvara u "crna vlakna". Staklena vlakna proizvode visokotegusna peć kroz visokote temperature topljenja, crtanja, navijanja, tkanja i drugih procesa, ovisno o specifičnim zahtjevima proizvedenih dijelova.
▶Produkcija dijelova
Trenutno postoji mnogo načina za obradu i proizvodnju dijelova izrađenih od FRP kompozitnih materijala. Općenito, prije ili tijekom obrade dijelova, armaturna vlakna se miješaju s polimerima, a zatim se smjeste u kalup, a dijelovi se slojevito i zagriju u konačni oblik. Za neke dijelove s više rubova i kutova i složenijih oblika, vlakna i smola mogu se staviti u utor kalupa, stisnuti u sirovinu, a zatim zagrijati. Za cijevi i druge duge radne komade, vlakna i smola mogu se ekstrudirati umrom i izliječiti na visokoj temperaturi.
▶Materijalna primjena
Ako se proces pripreme poboljša, može se smanjiti i trošak proizvodnje i energetska gustoća FRP kompozitnih materijala. Široko se koristi u različitim primjenama za postizanje uštede energije i poboljšanja energetske učinkovitosti.
Automobil: Za automobilsku industriju, koja nastoji postići laganu, ovaj materijal je vrlo važan. Njime se može poboljšati energetska učinkovitost i ekonomičnost potrošnje goriva vozila, uz ispunjavanje sigurnosnih standarda. Ako vozilo postigne smanjenje težine od 10%, ekonomičnost potrošnje goriva povećat će se za 6-8%, što je jednako proširenju raspona krstarenja čistog električnog vozila za 10%. U usporedbi s tradicionalnim čelikom, FRP staklena vlakna mogu smanjiti masu za 25-30%, dok kompozitni materijal od karbonskih vlakana može smanjiti masu za 60-70%.
Vjetroturbina: Kompozitni materijal od FRP karbonskih vlakana ima visoku tvrdoću, laganu težinu i snažnu otpornost na umor. Može smanjiti težinu lopatica turbina i produžiti duljinu lopatica, čime se poboljšava energetska učinkovitost proizvodnje energije vjetra. od 2018., vjetroelektrane mogu postati najveći potrošač kompozitnih materijala FRP ugljičnih vlakana.
Spremnici za stlačeni prirodni plin: Spremnici koji se koriste u vozilima moraju imati laganu teksturu i visoku čvrstoću te mogu pohraniti vodik i prirodni plin. Iako kompozitni materijal od FRP karbonskih vlakana zadovoljava zahtjeve spremnika vozila i visokotlačnih spremnika vodika, njegova cijena je prilično visoka.
Industrijska oprema: Zbog visoke otpornosti na koroziju ove vrste kompozitnog materijala, može poboljšati performanse industrijske opreme i komponenti. Ovaj materijal može poboljšati performanse izmjenjivača topline, ventilatora, puhala i druge opreme, može izdržati visoke temperature, produžiti vijek trajanja cijevi i spremnika te poboljšati električnu izolaciju mehaničke opreme.
Zbog izvrsne izvedbe materijala, druge industrije i povezana oprema kao što su građevinarstvo, ceste i mostovi, pomorska plovila i dalekovodi mogu imati koristi.