FRP ist eine Art hochfester technischer Kunststoff. Sein voller Name ist ein glasfaserverstärkter Kunststoff. Da es nach dem Formen und Aushärten eine viel höhere Festigkeit als gewöhnliche Kunststoffe aufweist, hat es eine höhere spezifische Festigkeit (dh das Verhältnis von Festigkeit zu Dichte) und kann mit Stahl vergleichbar sein, so dass die Leute ihm den Spitznamen Glasstahl geben. Sein Aussehen lässt sich bis ins Jahr 1940 zurückverfolgen. China begann 1958 mit der Erforschung und Anwendung von FRP. In den frühen 1960er Jahren, nach dem Aufkommen der Blechformmasse (SMC), ersetzte Stahl für die Automobilherstellung viele Metallautoteile, und seine Wartung ist einfach, schönes Aussehen, Schalldämmung, Wärmedämmung und stoßfeste Leistung sind besser als Metall, einfacher Prozess, leicht und langlebig, und der Preis ist auch relativ billig.
Rohstoffe und chemische Grundlagen von FRP
Die Hauptrohstoffe von FRP sind Harzverstärkungsmaterialien und andere Hilfsstoffe. Harze umfassen ungesättigte Polyester, Epoxidharze, Phenolharze usw. Verstärkungsmaterialien umfassen Glasfaser, Kohlefaser, Borfaser, Graphitfaser, Keramikfaser, Metallfaser, organische Faser, Schnurrbart usw.; Zu den Hilfsstoffen gehören Härter, Beschleuniger, Verdünnungsmittel, Flammschutzmittel, UV-Absorber, Füllstoff, Pigment, Trennmittel usw.
FRP ist ein kunststoffbasierter Verbundwerkstoff, der aus Kunstharz, Glasfaser und seinen Produkten besteht. Kunstharz ist eine organische Verbindung und Glasfaser ist eine anorganische Verbindung. Glasfaserverstärkte Kunststoffe bestehen aus Kunstharz mit einigen Additiven. Kunstharz wird normalerweise in thermoplastische und duroplastische unterteilt. ein. Thermoplastisches Harz ist normalerweise ein Feststoff in Form von Pulver, Partikeln, Platten oder Blöcken. Wenn es erhitzt wird, wird es weich oder schmilzt, fließt und verformt sich. Wenn es wieder abgekühlt wird, kann es wieder fest werden. Solange es nicht durch übermäßige Erwärmung zersetzt wird, bleiben die Eigenschaften vor und nach dem Erhitzen unverändert. Typische thermoplastische Harze sind Polyethylen, Polyvinylchlorid, Polyvinylalkohol, Polyamid (Nylon 66) usw. Extrusion und Spritzguss werden im Allgemeinen im thermoplastischen Harzformen verwendet
Spritzguss, Blasformen, Druckguss und andere Methoden.
b. Duroplastisches Harz Duroplastisches Harz ist im Allgemeinen eine sehr viskose Flüssigkeit oder ein Pulver, massiver Feststoff, und seine Eigenschaften vor dem Aushärten ähneln denen von thermoplastischem Harz. Es verformt, fließt und erstarrt jedoch bei einer bestimmten Temperatur. Nach der Formgebung kann es nicht mehr zu seinen ursprünglichen Eigenschaften zurückkehren, und auch seine Struktur hat sich verändert. Typische duroplastische Harze umfassen Phenolharz (Bakelit), ungesättigtes Polyesterharz, Epoxidharz, Furanharz, Polyurethan, Silikonharz usw. Die Formgebungsmethode des duroplastischen Harzes nimmt im Allgemeinen das Keilpressen an. Diese Art von Harz hat Plastizität vor der Aushärtung. Es fließt bei normaler Temperatur oder Erwärmung in den Formrahmen. Es wird bei einer bestimmten Temperatur ausgehärtet und geformt. Nach dem Entformen ist es das fertige Produkt. Einige duroplastische Harze, wie ungesättigtes Polyesterharz, Epoxidharz und Polyurethan, können auch bei Raumtemperatur ausgehärtet werden
Da dem Harz einige Härter und Beschleuniger zugesetzt werden, setzt die Reaktion zwischen dem Härter und dem Harz Wärme frei und öffnet die Temperatur weiter, um die Reaktion zu beschleunigen. Selbst wenn der Härter bei niedriger Temperatur nicht leicht an der Reaktion teilnehmen kann, aktiviert und zersetzt ihn der Niedertemperaturbeschleuniger und fördert die Aushärtungsreaktion.
3 Umformmechanismus von FRP
3.1 Allgemeines
Der Verbundwerkstoff aus Kunstharz und Glasfaser beruht hauptsächlich auf Kunstharz, um die lose Glasfaser miteinander zu verbinden, um Verbundwerkstoffe mit hervorragender Leistung zu bilden. Obwohl die Faser weich ist und die Harzmatrix vor der Compoundierung fließt, können sie nach der Aushärtung zu hochfestem FRP compoundiert werden.
3.2 Composite-Formgebung
Wenn Kunstharz mit Glasfaser compoundiert wird, wird Harz als Bindemittel verwendet. Unter der Wirkung eines soliden Vernetzungsagenten hat das Netzwerk eine bessere Stärke. Es konsolidiert lose und weiche Glasfasern in der Mitte, Glasfaser wird zum "Skelett" von FRP, das eine verstärkende Rolle spielt. Das Composite-Molding hängt hauptsächlich von der Wahl des Harzes und der Glasfaser ab, und verschiedene Rohstoffe haben unterschiedliche Verbundeffekte. Das FRP-Formen steht auch in direktem Zusammenhang mit der Aushärtungstemperatur, dem Druck und der Zeit. Die Aushärtungstemperatur wird im Allgemeinen in normale Temperaturhärtung (15 ~ 25 ° C), Mitteltemperaturhärtung (60 ~ 90 ° C) und Hochtemperaturhärtung (90 ~ 170 ° C) unterteilt. Drittens, Handpasten-Formteil nimmt normalerweise normale Temperaturhärtung an, Wicklungsformteil nimmt Mitteltemperatur-Aushärtung an, und nur Formteil-Blech-Formmasse (SMC) und Bulk-Formmasse (BMC) nehmen Hochtemperatur-Härtung an. Handpastenformen ist im Allgemeinen atmosphärisches Formen, und Formen ist Druckformen.