FRP לעומת GRP
בהנדסה מודרנית, חומרים ממלאים תפקיד חיוני בהגדרת העיצוב, המבנה, הביצועים והיעילות של המוצר. לפעמים, החומרים ההנדסיים המופיעים באופן טבעי אינם מסוגלים לספק את המפרט של מוצר. לכן, פותחו חומרים חדשים כדי להתאים למגוון רחב של דרישות הנדסיות על ידי שילוב של שני חומרים או יותר יחד. אלה ידועים בתור חומרים מרוכבים.
בטון, דיקט, אירוג'ל וסיבי פחמן הם פולימרים מחוזקים; כולם חומרים מרוכבים. מאמר זה מתמקד בסוג מסוים של חומרים מרוכבים, הידועים כפולימרים מחוזקים בסיבים. חומרים אלו הם בעלי משקל קל, חזקים וחסונים.
מהו פלסטיק/פולימר מחוזק בסיבים (FRP)?
פולימרים מחוזקים בסיבים עשויים משני מרכיבים עיקריים; סיבים ומטריצת פולימר. ב-FRP, הסיב מוטבע במטריקס פולימרי. מבנה זה נותן תכונות כימיות ופיזיקליות שונות לחלוטין מתכונות החומרים הבודדים. למעשה, חומרים אלה עומדים בדרישות הנדסיות גבוהות יותר מהחומרים הרגילים. לפיכך מרוכבים מיושמים במשימות ייצור פחות מתוחכמות עד מאוד מתוחכמות ותובעניות. תעשיות מכניות, אזרחיות, ביו-רפואיות, ימיות ותעשיית התעופה והחלל הן המשתמשים העיקריים של חומרים מרוכבים.
התפקיד העיקרי של הסיבים הוא לספק חוזק ונוקשות לחומר. אבל הסיב לבדו שביר (לדוגמה: זכוכית). לכן, הסיבים עטופים בציפוי של חומרים פולימריים. מטריצת פולימר מחזיקה את הסיבים במקומם ומעבירה את העומסים בין הסיבים. זה גם תורם לחוזק הגזירה הבין-למינרית.
הסיבים המשמשים בקומפוזיט הם כדלקמן; E-glass, S-glass, Quartz, Aramid (Kevlar 49), Spectra 1000, Carbon (AS4), Carbon (IM-7), Graphite (P-100) and Boron. פוליאסטרים, ויניל אסטרים, אפוקסים, ביסמלימידים, פוליאמידים ופנולים הם הפולימרים המשמשים. לכל פולימר תכונות כימיות ופיזיות שונות; לכן, תורמים אחרת למבנה המרוכב. כתוצאה מכך, המאפיינים המרוכבים שונים גם על סמך הפולימר.
פוליאסטר וויניל הם חומרים בעלות נמוכה, ולכן נעשה בהם שימוש נרחב ביישומים מסחריים. אפוקסיות משמשות למטריצות סיבים רציפים בביצועים גבוהים. זה גם מתפקד טוב יותר מאשר ויניל ופוליאסטר בתנאי טמפרטורה גבוהים. ביסמלימידים ופוליאימידים הם מטריצות שרף בטמפרטורה גבוהה לשימוש ביישומים הנדסיים קריטיים לטמפרטורה. פנולים הם מערכות שרף בטמפרטורה גבוהה עם עמידות טובה לעשן ואש; לכן, משמש בפנים מטוסים.
מהו פלסטיק מחוזק בזכוכית (GRP) / פלסטיק מחוזק בסיבי זכוכית (GFRP)?
פלסטיק מחוזק בזכוכית, הידוע בכינויו פיברגלס, הוא פולימר מחוזק בסיבים עם סיבי זכוכית במבנה המרוכב. הפולימר הוא בדרך כלל אפוקסי, פוליאסטר או ויניל. חומרי פיברגלס נמצאים בשימוש נפוץ במטוסי פנאי ורחפנים עם ביצועים גבוהים, סירות, מכוניות, אמבטיות, אמבטיות חמות, מיכלי מים, מוצרי קירוי, צינורות, חיפויים, יציקות, גלשנים ועור דלת חיצונית.
מה ההבדל בין FRP ל-GRP?
• FRP הוא חומר מרוכב, שבו סיבים חוזק גבוה כלולים במטריצת פולימר. הם משמשים ביישומים מסחריים והנדסיים רבים בשל חוזקם הגבוה ומשקלם הקל. FRP נמצא בשימוש נרחב כתחליף למתכת ועץ. הדוגמה הטובה ביותר היא השימוש בפולימר מחוזק בסיבי פחמן (CFRP) במקום אלומיניום וטיטניום או פלדה ברמה גבוהה במטוסים.
• פיברגלס או GRP הוא חומר מורכב העשוי מסיבי זכוכית ומשתמש בפוליאסטר, ויניל או אפוקסי כפולימר. הוא משמש לייצור דאונים, סירות ואמבטיות. פיברגלס משמש בעיקר ליישומים מסחריים. סיבי זכוכית הם סוג אחד של FRP.
