חֲדָשׁוֹת

התפתחות GFRP נובעת מהביקוש הגובר לחומרים חדשים בעלי ביצועים גבוהים יותר, קלים יותר במשקל, עמידים יותר בפני קורוזיה ויעילות יותר באנרגיה. עם פיתוח מדעי החומרים והשיפור המתמיד של טכנולוגיית הייצור, GFRP צבר בהדרגה מגוון רחב של יישומים בתחומים שונים. GFRP מורכב בדרך כללסִיבֵי זְכוּכִיתומטריצת שרף. באופן ספציפי, GFRP כולל שלושה חלקים: פיברגלס, מטריצת שרף וחומר ממשק. ביניהם, פיברגלס הוא חלק חשוב מ- GFRP. פיברגלס מיוצרים על ידי התכה וציור זכוכית, והמרכיב העיקרי שלהם הוא סיליקון דו חמצני (SiO2). לסיבי זכוכית היתרונות של עמידות בעלת חוזק גבוה, צפיפות נמוכה, חום וקורוזיה כדי לספק חוזק ונוקשות לחומר. שנית, מטריצת השרף היא הדבק עבור GFRP. מטריצות שרף נפוצות כוללות שרפים פוליאסטר, אפוקסי ושרפים פנוליים. למטריצת שרף יש הדבקה טובה, עמידות כימית ועמידות להשפעה לתיקון ולהגן על פיברגלס והעברת עומסי העברה. לעומת זאת, סוכני ממשק ממלאים תפקיד מפתח בין פיברגלס למטריצת שרף. חומרים ממשקיים יכולים לשפר את ההדבקה בין מטריצת פיברגלס למטריצת שרף, ולשפר את התכונות המכניות והעמידות של GFRP.
סינתזה תעשייתית כללית של GFRP דורשת את הצעדים הבאים:
(1) הכנת פיברגלס:חומר הזכוכית מחומם ומומס, ומוכן לצורות וגדלים שונים של פיברגלס בשיטות כמו רישום או ריסוס.
(2) טיפול מקדים בפיברגלס:טיפול פיזי או כימי בפיברגלס כדי להגביר את חספוס פני השטח שלהם ולשפר את ההדבקה הממשקית.
(3) סידור פיברגלס:מפיצים את הפיברגלס שטופל מראש במנגנון הדפוס בהתאם לדרישות התכנון ליצירת מבנה סידור סיבים שנקבע מראש.
(4) מטריצת שרף ציפוי:מצפים את מטריצת השרף בצורה אחידה על הפיברגלס, מספרים את צרורות הסיבים ומניחים את הסיבים במגע מלא עם מטריצת השרף.
(5) ריפוי:ריפוי מטריצת השרף על ידי חימום, לחץ או שימוש בחומרים עזר (למשל חומר ריפוי) ליצירת מבנה מורכב חזק.
(6) לאחר הטיפול:ה- GFRP המרפא נתון לתהליכים שלאחר הטיפול כמו גיזום, ליטוש וציור כדי להשיג את דרישות איכות השטח והראיה הסופיות.
מתהליך ההכנה לעיל ניתן לראות שבתהליך שלייצור GFRPניתן להתאים את ההכנה והסידור של פיברגלס בהתאם למטרות תהליכים שונות, מטריצות שרף שונות ליישומים שונים, ושיטות שונות לאחר עיבוד ניתן להשתמש בכדי להשיג ייצור GFRP ליישומים שונים. באופן כללי, ל- GFRP יש בדרך כלל מגוון תכונות טובות, המתוארות בפירוט להלן:
(1) קל משקל:ל- GFRP יש כוח משיכה ספציפי נמוך בהשוואה לחומרי מתכת מסורתיים, ולכן הוא קל יחסית משקל. זה הופך את זה ליתרון בתחומים רבים, כמו חלל, חילופי אוויר, רכב וציוד ספורט, שם ניתן להפחית את המשקל המת של המבנה, וכתוצאה מכך שיפור הביצועים ויעילות הדלק. מיושם על מבני בנייה, אופיו הקל משקל של GFRP יכול להפחית ביעילות את משקל הבניינים הגבוהים.
(2) חוזק גבוה: חומרים מחוזקים פיברגלסבעלי חוזק גבוה, במיוחד כוח המתיחה והכיפוף שלהם. השילוב של מטריצת שרף מחוזק סיבים ופיברגלס יכול לעמוד בעומסים ומתח גדול, כך שהחומר מצטיין בתכונות מכניות.
(3) עמידות בפני קורוזיה:ל- GFRP עמידות בפני קורוזיה מצוינת ואינה חשופה לתקשורת מאכלת כמו חומצה, אלקלי ומי מלח. זה הופך את החומר במגוון סביבות קשות ליתרון גדול, כמו למשל בתחום ההנדסה הימית, ציוד כימי ומכלי אחסון.
(4) מאפייני בידוד טובים:ל- GFRP תכונות בידוד טובות ויכול לבודד ביעילות הולכה אלקטרומגנטית ואנרגיה תרמית. זה הופך את החומר הנמצא בשימוש נרחב בתחום הנדסת חשמל ובידוד תרמי, כמו ייצור לוחות מעגלים, שרוולי בידוד וחומרי בידוד תרמיים.
(5) התנגדות חום טובה:ל- GFRP ישהתנגדות חום גבוההומסוגל לשמור על ביצועים יציבים בסביבות בטמפרטורה גבוהה. זה הופך אותו לשימוש נרחב בשדות תעופה וחלל, פטרוכימיה וייצור חשמל, כמו ייצור להבי מנוע טורבינת גז, מחיצות תנור ורכיבי ציוד תחנת כוח תרמית.
לסיכום, ל- GFRP היתרונות של חוזק גבוה, קל משקל, עמידות בפני קורוזיה, תכונות בידוד טובות ועמידות בחום. מאפיינים אלה הופכים אותו לחומר בשימוש נרחב בתעשיות הבנייה, האווירית, האווירה, הרכב, הכוח והכימיקלים.