FRP является разновидностью высокопрочного инженерного пластика. Его полное название – армированный стекловолокном пластик. Поскольку он имеет гораздо более высокую прочность, чем обычные пластмассы, после формования и отверждения он имеет более высокую удельную прочность (то есть отношение прочности к плотности) и может быть сопоставим со сталью, поэтому люди дают ему прозвище стеклянной стали. Его появление можно проследить до 1940 года. Китай начал исследования и применение FRP в 1958 году. В начале 1960-х годов, после появления листового формовочного компаунда (SMC), сталь для автомобилестроения заменила многие металлические автомобильные детали, а ее обслуживание простое, красивый внешний вид, звукоизоляция, теплоизоляция и ударопрочные характеристики лучше, чем металлические, простые технологические, легкие и долговечные, а цена также относительно дешевая.
Сырье и химическая основа ФРП
Основным сырьем FRP являются смоляные армирующие материалы и другие вспомогательные материалы. Смолы включают ненасыщенные полиэфиры, эпоксидные смолы, фенольные смолы и т. Д. Армирующие материалы включают стекловолокно, углеродное волокно, борное волокно, графитовое волокно, керамическое волокно, металлическое волокно, органическое волокно, усы и т. Д.; Вспомогательные материалы включают отверждающий агент, ускоритель, разбавитель, антипирен, УФ-поглотитель, наполнитель, пигмент, высвобождающий агент и т.д.
FRP представляет собой композитный материал на основе пластика, который состоит из синтетической смолы, стекловолокна и его продуктов. Синтетическая смола представляет собой органическое соединение, а стекловолокно - неорганическое соединение. Армированные стекловолокном пластмассы изготавливаются из синтетической смолы с некоторыми добавками. Синтетическую смолу обычно делят на термопластичную и термореактивную. a. Термопластичная смола обычно представляет собой твердое вещество в форме порошка, частицы, пластины или блока. При нагревании он будет размягчаться или расплавиться, течь и деформироваться. Если его снова остыть, он может вернуться к твердому телу. До тех пор, пока он не разлагается при чрезмерном нагреве, свойства до и после нагрева остаются неизменными. Типичные термопластичные смолы включают полиэтилен, поливинилхлорид, поливиниловый спирт, полиамид (нейлон 66) и т.д. Экструзия и литье обычно используются в формовании термопластичных смол
Литье под давлением, выдувное формование, литье под давлением и другие методы.
b. Термореактивная смола термореактивная смола, как правило, представляет собой очень вязкую жидкость или порошок, массивное твердое вещество, и ее свойства перед затвердеванием аналогичны свойствам термопластичной смолы. После формирования он уже не может вернуться к своим первоначальным свойствам, и его структура также изменилась. Типичные термореактивные смолы включают фенольную смолу (бакелит), ненасыщенную полиэфирную смолу, эпоксидную смолу, фурановую смолу, полиуретан, силиконовую смолу и т. Д. Метод формования термореактивной смолы обычно использует клиновое прессование. Этот вид смолы обладает пластичностью перед отверждением. Он поступает в раму пресс-формы при нормальной температуре или нагреве. Он будет отверждаться и формироваться при определенной температуре. После деформирования он становится готовым продуктом. Некоторые термореактивные смолы, такие как ненасыщенная полиэфирная смола, эпоксидная смола и полиуретан, также могут быть отверждены при комнатной температуре.
Поскольку некоторые отверждающие агенты и ускорители добавляются к смоле, реакция между отверждающим агентом и смолой будет выделять тепло и продолжать открывать температуру для ускорения реакции. Даже если отверждающему агенту нелегко участвовать в реакции при низкой температуре, низкотемпературный ускоритель активирует и разлагает его и способствует реакции отверждения.
3 Механизм формирования FRP
3.1 Общие положения
Композит из синтетической смолы и стекловолокна в основном полагается на синтетическую смолу для соединения рыхлого стекловолокна вместе для формирования композиционных материалов с отличной производительностью. Хотя волокно мягкое, а смоляная матрица течет перед компаундированием, они могут быть превращены в высокопрочный FRP после отверждения.
3.2 Композитное формование
Когда синтетическая смола компаундируется со стекловолокном, смола используется в качестве связующего. Под действием твердого сшивающего агента сеть имеет лучшую прочность. Он консолидирует рыхлые и мягкие стеклянные волокна посередине, стекловолокно становится «скелетом» FRP, который играет усиливающую роль. Композитное формование в основном зависит от выбора смолы и стекловолокна, а разное сырье будет иметь разные композитные эффекты. Формование FRP также напрямую связано с температурой, давлением и временем отверждения. Температура отверждения обычно делится на нормальное температурное отверждение (15 ~ 25C), среднетемпературное отверждение (60 ~ 90C) и высокотемпературное отверждение (90 ~ 170C) В-третьих, ручное формование пасты обычно принимает нормальное температурное отверждение, обмоточное формование принимает среднетемпературное отверждение, и только формовочный лист формовочный компаунд (SMC) и объемный формовочный компаунд (BMC) принимают высокотемпературное отверждение. Ручное формование пасты, как правило, атмосферное формование, а формование - это литье под давлением.