ştiri

Polimer armat cu fibră de sticlă (GFRP)este un material de înaltă performanță, compus din fibre de sticlă ca agent de armare și o rășină polimerică ca matrice, folosind procese specifice. Structura sa centrală este formată din fibre de sticlă (cum ar fiSticlă electronică, sticlă S sau sticlă AR de înaltă rezistență) cu diametre de 5∼25 μm și matrici termorezistente precum rășina epoxidică, rășina poliesterică sau esterul vinilic, cu o fracție volumică de fibre care atinge de obicei 30%∼70% [1-3]. GFRP prezintă proprietăți excelente, cum ar fi o rezistență specifică care depășește 500 MPa/(g/cm3) și un modul specific care depășește 25 GPa/(g/cm3), având în același timp caracteristici precum rezistența la coroziune, rezistența la oboseală, un coeficient scăzut de dilatare termică [(7∼12)×10−6 °C−1] și transparență electromagnetică.

În domeniul aerospațial, aplicarea polimerului armat cu fibră de carbon (GFRP) a început în anii 1950 și a devenit acum un material cheie pentru reducerea masei structurale și îmbunătățirea eficienței consumului de combustibil. Luând ca exemplu Boeing 787, GFRP reprezintă 15% din structurile sale portante non-primare, fiind utilizat în componente precum carenajele și aripioarele, realizând o reducere a greutății de 20%∼30% în comparație cu aliajele tradiționale de aluminiu. După ce grinzile podelei cabinei Airbus A320 au fost înlocuite cu GFRP, masa unei singure componente a scăzut cu 40%, iar performanța sa în medii umede s-a îmbunătățit semnificativ. În sectorul elicopterelor, panourile interioare ale cabinei Sikorsky S-92 utilizează o structură sandwich de tip fagure de miere GFRP, realizând un echilibru între rezistența la impact și ignifugarea (conform standardului FAR 25.853). Comparativ cu polimerul armat cu fibră de carbon (CFRP), costul materiei prime pentru GFRP este redus cu 50%∼70%, oferind un avantaj economic semnificativ în componentele portante non-primare. În prezent, GFRP formează un sistem de aplicare a gradientului de materiale cu fibră de carbon, promovând dezvoltarea iterativă a echipamentelor aerospațiale către reducerea greutății, durata de viață lungă și costul redus.

Din perspectiva proprietăților fizice,GFRPDe asemenea, posedă avantaje remarcabile în ceea ce privește greutatea redusă, proprietățile termice, rezistența la coroziune și funcționalizarea. În ceea ce privește greutatea redusă, densitatea fibrei de sticlă variază de la 1,8∼2,1 g/cm3, ceea ce reprezintă doar 1/4 din cea a oțelului și 2/3 din cea a aliajului de aluminiu. În experimentele de îmbătrânire la temperaturi ridicate, rata de retenție a rezistenței a depășit 85% după 1.000 de ore la 180 °C. În plus, oțelul din fibra de sticlă (GFRP) imersat într-o soluție de NaCl 3,5% timp de un an a arătat o pierdere de rezistență mai mică de 5%, în timp ce oțelul Q235 a avut o pierdere în greutate la coroziune de 12%. Rezistența sa la acid este proeminentă, cu o rată de modificare a masei mai mică de 0,3% și o rată de expansiune volumică mai mică de 0,15% după 30 de zile într-o soluție de HCl 10%. Probele din GFRP tratate cu silan au menținut o rată de retenție a rezistenței la încovoiere de peste 90% după 3.000 de ore.

În concluzie, datorită combinației sale unice de proprietăți, GFRP este utilizat pe scară largă ca material aerospațial de înaltă performanță în proiectarea și fabricarea aeronavelor, având o importanță strategică semnificativă în industria aerospațială modernă și în dezvoltarea tehnologică.