Полімер, армований скловолокном (GFRP)це високоефективний матеріал, виготовлений зі скловолокна як армуючого агента та полімерної смоли як матриці за допомогою спеціальних процесів. Його основна структура складається зі скловолокна (таких якЕлектронне скло, S-скло або високоміцне AR-скло) діаметром 5∼25 мкм та термореактивні матриці, такі як епоксидна смола, поліефірна смола або вініловий естер, з об'ємною часткою волокна, яка зазвичай досягає 30%∼70% [1-3]. GFRP демонструє чудові властивості, такі як питома міцність понад 500 МПа/(г/см3) та питомий модуль пружності понад 25 ГПа/(г/см3), а також володіє такими характеристиками, як корозійна стійкість, стійкість до втоми, низький коефіцієнт теплового розширення [(7∼12)×10−6 °C−1] та електромагнітна прозорість.
В аерокосмічній галузі застосування GFRP (склопластику) почалося в 1950-х роках і зараз стало ключовим матеріалом для зменшення структурної маси та підвищення паливної ефективності. Візьмемо, наприклад, Boeing 787, де GFRP становить 15% його неосновних несучих конструкцій, що використовуються в таких компонентах, як обтічники та крила, що дозволило знизити вагу на 20%-30% порівняно з традиційними алюмінієвими сплавами. Після заміни балок підлоги салону Airbus A320 на GFRP маса одного компонента зменшилася на 40%, а його характеристики у вологому середовищі значно покращилися. У вертолітному секторі внутрішні панелі салону Sikorsky S-92 використовують стільникову сендвіч-структуру GFRP, що дозволяє досягти балансу між ударостійкістю та вогнестійкістю (відповідно до стандарту FAR 25.853). Порівняно з вуглецевим волокнистим полімером (CFRP), вартість сировини для GFRP знижується на 50%-70%, що забезпечує значну економічну перевагу в неосновних несучих компонентах. Наразі GFRP формує систему градієнтного нанесення матеріалів з вуглецевого волокна, що сприяє ітеративному розвитку аерокосмічного обладнання в напрямку полегшення, тривалого терміну служби та низької вартості.
З точки зору фізичних властивостей,Скловолокно (GFRP)також має видатні переваги з точки зору легкої ваги, теплових властивостей, стійкості до корозії та функціоналізації. Що стосується легкої ваги, щільність скловолокна коливається від 1,8 до 2,1 г/см3, що становить лише 1/4 від щільності сталі та 2/3 від щільності алюмінієвого сплаву. У експериментах зі старіння за високих температур коефіцієнт збереження міцності перевищував 85% після 1000 годин при 180 °C. Крім того, GFRP, занурений у 3,5% розчин NaCl протягом одного року, показав втрату міцності менше 5%, тоді як сталь Q235 мала втрату ваги від корозії 12%. Її кислотостійкість є значною, зі швидкістю зміни маси нижче 0,3% та швидкістю розширення об'єму нижче 0,15% після 30 днів у 10% розчині HCl. Зразки GFRP, оброблені силаном, зберегли коефіцієнт збереження міцності на вигин понад 90% після 3000 годин.
Таким чином, завдяки унікальному поєднанню властивостей, GFRP широко застосовується як високоефективний основний аерокосмічний матеріал при проектуванні та виробництві літаків, маючи значне стратегічне значення в сучасній аерокосмічній промисловості та технологічному розвитку.
Час публікації: 15 жовтня 2025 р.
