Палімер, узмоцнены шкловалакном (GFRP)гэта высокапрадукцыйны матэрыял, які вырабляецца з шкляных валокнаў у якасці армавальнага агента і палімернай смалы ў якасці матрыцы з выкарыстаннем спецыяльных працэсаў. Яго асноўная структура складаецца са шкляных валокнаў (напрыклад,Электроннае шкло, S-шкло або высокатрывалае AR-шкло) з дыяметрам 5~25 мкм і тэрмарэактыўнымі матрыцамі, такімі як эпаксідная смала, поліэфірная смала або вінілавы эфір, з аб'ёмнай доляй валакна, якая звычайна дасягае 30%~70% [1-3]. GFRP валодае выдатнымі ўласцівасцямі, такімі як удзельная трываласць, якая перавышае 500 МПа/(г/см3), і ўдзельны модуль пругкасці, які перавышае 25 ГПа/(г/см3), а таксама валодае такімі характарыстыкамі, як каразійная стойкасць, стойкасць да стомленасці, нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння [(7~12)×10−6 °C−1] і электрамагнітная празрыстасць.
У аэракасмічнай галіне прымяненне GFRP пачалося ў 1950-х гадах і цяпер стала ключавым матэрыялам для зніжэння структурнай масы і павышэння паліўнай эфектыўнасці. У якасці прыкладу возьмем Boeing 787, дзе GFRP складае 15% яго неасноўных апорных канструкцый, якія выкарыстоўваюцца ў такіх кампанентах, як абцякальнікі і крылы, што дазваляе знізіць вагу на 20%-30% у параўнанні з традыцыйнымі алюмініевымі сплавамі. Пасля замены бэлек падлогі салона Airbus A320 на GFRP маса аднаго кампанента знізілася на 40%, а яго характарыстыкі ў вільготным асяроддзі значна палепшыліся. У верталётным сектары ўнутраныя панэлі салона Sikorsky S-92 выкарыстоўваюць сотавую сэндвіч-структуру GFRP, што дазваляе дасягнуць балансу паміж ударатрываласцю і вогнеўстойлівасцю (адпавядае стандарту FAR 25.853). У параўнанні з вугляродным валакном, узмоцненым палімерам (CFRP), кошт сыравіны для GFRP зніжаецца на 50%-70%, што забяспечвае значную эканамічную перавагу ў неасноўных апорных кампанентах. У цяперашні час GFRP фарміруе сістэму градыентнага нанясення матэрыялу з вугляродным валакном, што спрыяе ітэратыўнаму развіццю аэракасмічнага абсталявання ў бок памяншэння вагі, працяглага тэрміну службы і нізкай кошту.
З пункту гледжання фізічных уласцівасцей,GFRPтаксама валодае выдатнымі перавагамі з пункту гледжання лёгкасці, цеплавых уласцівасцей, каразійнай устойлівасці і функцыяналізацыі. Што тычыцца лёгкасці, шчыльнасць шкловалакна вагаецца ад 1,8 да 2,1 г/см3, што складае толькі 1/4 ад шчыльнасці сталі і 2/3 ад шчыльнасці алюмініевага сплаву. У эксперыментах па старэнні пры высокай тэмпературы ступень захавання трываласці перавысіла 85% пасля 1000 гадзін пры 180 °C. Акрамя таго, GFRP, апушчаны ў 3,5% раствор NaCl на працягу аднаго года, паказаў страту трываласці менш за 5%, у той час як сталь Q235 мела страту вагі ад карозіі на 12%. Яе кіслотаўстойлівасць выдатная, са ступенню змены масы ніжэй за 0,3% і ступенню пашырэння аб'ёму ніжэй за 0,15% пасля 30 дзён у 10% растворы HCl. Узоры GFRP, апрацаваныя сіланам, захавалі ступень захавання трываласці на выгіб больш за 90% пасля 3000 гадзін.
Карацей кажучы, дзякуючы свайму ўнікальнаму спалучэнню ўласцівасцей, GFRP шырока ўжываецца ў якасці высокапрадукцыйнага асноўнага аэракасмічнага матэрыялу пры праектаванні і вытворчасці самалётаў, маючы значнае стратэгічнае значэнне ў сучаснай аэракасмічнай прамысловасці і тэхналагічным развіцці.
Час публікацыі: 15 кастрычніка 2025 г.
