كامپوزيت مسلح شده پليمري يا همان FRP يك ماده تركيبي است كه از يك ماتريكس پليمري، به اضافه يك ماده فيبري تقويت كننده ايجاد مي شود. ماتريكس اوليه يا همان ماتريكس پليمري معمولا يك رزين سخت است كه از مقاومت در برابر تاثيرات شيميايي و خوردگي بهره مند است اما معمولا از نظر مكانيكي، مقاومتي ندارد.
اضافه كردن يك جز فيبري، ماده تركيبي جديدي را حاصل مي كند كه كاركرد بسيار بالاتري دارد. پليمر اصلي شامل ايپوكسي، پلي استر يا وينيل است. و فيبر مورد استفاده در عين حفظ شكل و ساختار خود، ويژگي هاي استثنائي خودش را هم به اين پليمر اوليه اضافه مي كند كه در نتيجه، كامپوزيت مسلح شده پليمري ايجاد شده، سبك تر، سخت تر و از نظر مكانيكي قوي تر خواهد بود.
فيبرهايي كه به اين منظور استفاده مي شوند معمولا كربني، بازالتي، شيشه اي، چوبي يا برخي موارد ديگر را شامل مي شوند.
موارد كاربردي استفاده از FRP
صنايع هوافضا.
صنعت اتومبيل.
حوزه ساخت و ساز.
كالاهاي مصرفي.
صنعت برق.
صنايع دريايي.
صنعت اتومبيل
كامپوزيت مسلح شده پليمري در صنعت توليد اتومبيل، جايگزيني مناسب و ارزشمند براي فولاد هستند و در توليد اتومبيل هاي لوكس از آنها استفاده مي شود. در واقع اين ماده جديد، در عين حال مقاومت بالا، مصرف سوخت اتومبيل و وزن كلي اتومبيل را كاهش داده و سرعت آن را بالا مي برد.
صنعت ساخت و ساز
يكي از حوزه هايي كه استفاده از اين محصول تركيبي به شدت معمول شده صنعت ساخت و ساز و مقاوم سازي سازه ها است. بيش از ۲۰% FRP هاي توليدي در حال حاضر در صنعت ساخت و ساز، مثلا پل ها يا جاده ها مورد استفاده قرار مي گيرد. اما استفاده از كامپوزيت مسلح شده پليمري در صنعت ساختمان بسيار گسترده و متنوع است كه در ادامه به برخي از انها اشاره خواهيم داشت.
ورقه هاي FRP
اين ورقه ها به سطح بتون چسبانده مي شوند و به اين ترتيب آن را در مقابل آسيب تقويت مي كنند. انعطاف پذيري محصول، امكان استفاده از آن را تقريبا در هر نقطه اي از سازده برآورده مي سازد.
ميلگرد FRP
فولاد به طور كلي از مقاومت مناسبي در برابر خوردگي برخوردار است اما در برخي محيط هاي با ميزان رطوبت بالا، فولاد دچار خوردگي مي شود. به همين دليل در برخي سازه ها از ميلگرد FRP استفاده مي شود.
غير از اين موارد، نبشي، ناوداني،آرماتور، گارد ريل، پنجره ها و مجموعه اي متنوع ديگري از محصولات مرتبط با حوزه ساخت و ساز حالا با استفاده از اين ماده نوظهور توليد مي شوند.
صنعت هوافضا
در حال حاضر اين بخش، تنها ۰٫۶% از FRP توليدي را به خود اختصاص داده است اما با توسعه هر چه بيشتر، اين درصد و ميزان روندي به شدت صعودي پيدا كرده است.
مثلا فيبر كربني مورد استفاده در FRP تا ۲۵% در وزن نهايي محصول تاثيرگذار است، و اين مهم بدون از دست رفتن قدرت محصول، در مقايسه با ورقه هاي آلومينيومي به دست مي آيد. كامپوزيت مسلح شده پليمري با فيبر كربني قدرت و تاب آوري عالي در برابر شرايط محيطي مختلف دارد و ميزان انبساط آنها در مقابل گرما پائين است. به همين دليل منطقي است كه در صنايع هوايي از آن استفاده شود.
ويژگي هاي FRP
توليد سريع و زمان نصب كوتاه: مشخص است كه وقتي در مورد ويژگي هاي يك محصول صحبت مي كنيم بايد كليت آن محصول، از توليد تا استفاده نهايي را در نظر بگيريم.
توليد سريع كامپوزيت مسلح شده پليمري يعني كاهش هزينه هاي آن و البته اين مهم به قيمت از دست رفتن كيفيت محصول نهايي حاصل نمي شود. FRP از قدرت، كيفيت و ماندگاري عالي برخوردار است.
سبكي: بزرگ ترين ويژگي كامپوزيت مسلح شده پليمري سبكي آن است. در واقع اين ماده توليدي تا ۸ برابر از بتون آرمه سبك تر است.
به اين ترتيب نصب يا جدا كردن آن از نقطه اي كه در آن استفاده شده هم براي كارگران آسان تر است و تجهيزات مورد نياز كمتري هم نياز دارند. همانطور كه پيش تر هم گفتيم نكته قابل تامل اين است كه اين سبكي، به هيچ وجه به معناي قدرت مقاومت نسبي پائين تر نيست. درواقع، frp يك ماده تركيبي با وزن پائين اما قدرت بالاست.
در واقع همين قدرت بالا بود كه باعث شد، صنعت اتومبيل سازي هم كم كم علاقه مند به استفاده ازآن ها و جايگزيني ان به جاي فولاد مورد استفاده در بخش هاي مختلف خودروها بشود. FRP مي تواند سختي آهن را در عين حال سبكي داشته باشد، و خوب سبكي يعني مصرف انرژي به صورتي اثربخش تر.
خوردگي و ماندگاري: چون اين محصول از قدرت و ماندگاري بالايي برخوردار است، مقاومت آن در برابر خوردگي هم بالاست و به اين ترتيب و در مجموع، الزامات مربوط به نگهداري آن هم كم تر است.
نياز كم تر به نگهداري، يعني هزينه هاي نگهداري پائين تر و اين در كل، به معناي رضايت بالاتر مصرف كننده نهايي مي تواند باشد.
با وجود اينكه هزينه مواد اوليه كامپوزيت مسلح شده پليمري در مقايسه با ديگر مواد، كمي بالاتر است اما اين ماندگاري بالا، اين هزينه اضافي را مقرون به صرفه مي سازد.
انعطاف پذيري: FRP ها به طور كلي قابليت تطبيق بالايي دارند، و به همين دليل در مقايسه با بسياري از مواد، امكان استفاده انها در موقعيت هاي مختلف فراهم تر است.
در واقع اين ماده تركيبي را مي توانيد در اشكال گوناگون مدور يا مكعب، لوله اي، كانالي يا ميله اي با كمترين هزينه شكل دهيد.
از اين گذشته مي توان ويژگي هاي فيبرها را مورد دستكاري قرار داد تا براي الزامات كاري مختلف كارآيي داشته باشد. به طور كلي، كامپوزيت مسلح شده پليمري از وجوه الكتريكي عالي و مقاومت محيطي خيره كننده اي برخوردار است.
مسئله ي ديگري كه اين ماده را به ماده اي محبوب در بين صنايع مختلف تبديل مي كند فرآيند توليد آن است كه كاملا مقرون به صرفه است.
عايق بودن: با توجه به تركيبات مورد استفاده در FRP، يك عايق دماي بسيار عالي، در مواجهه با آتش يا اشعه هاي ماورا بنفش است.
غير از اين، انسجام ساختاري و مقاومت در برابر مواد شيميايي و ديگر مواد خورنده هم در اين ماده توليدي بالاست. البته وجوه كامپوزيت مسلح شده پليمري به شدت به عوامل مشخصي چون وجوه مكانيكي مواد پايه، فيبر اضافه شده و حجم نسبي استفاده از هر كدام از اين دو درجه ازمواد، و ميزان فيبر مورد استفاده و نوع سوق آن در ماده اوليه وابسته است.
فيبرهاي معمول و مورد استفاده در frp
شيشه: شيشه يك ماده عايق بسيار خوب است كه در تركيب با ماتريكس، فايبرگلاس يا كامپوزيت مسلح شده پليمري را ايجاد مي كند.
كربن: فيبرهاي كربني يا الياف كربن ، قدرت كشساني بالا، مقاومت، سختي و مقاومت دمايي بالا، و انقباض دمايي پائين و وزن كم را از خود نشان داده اند.اتم هاي كربن كريستال هايي را ايجاد مي كنند كه به طور عمده در محور طولي فيبرها جا مي گيرد.
آراميد: اراميد يك جز فيبري است كه فيبرهاي تركيبي مقاوم دربرابر دما و محكمي را حاصل مي كند. اين نوع فيبر در صنايع زيادي مورد استفاده است.
نتيجه گيري
عرصه علم و پژوهش، صحنه ورود محصولات جديدي است كه از موادي بديع به دست مي آيند.يكي از اين محصولات جديد كه تحولي بزرگ را در حوزه هاي مختلف صنعت، از ساخت و ساز گرفته تا هوا و فضا، ايجاد كرده FRP است.
زمان زيادي از متداول شدن استفاده از اين ماده نمي گذرد اما در همين زمان كوتاه، بخش اعظمي از قطعات مختلف در صنايع متفاوت را به خود تخصيص داده است. يكي از حوزه هايي كه به شدت حضور اين ماده تركيبي جديد در آن احساس مي شود صنعت ساخت و ساز است.
برچسب:
،
ادامه مطلب
امتیاز دهید:
رتبه از پنج:
0
بازدید:
