Polimer ojačan staklenim vlaknima (GFRP)je visokoučinkoviti materijal sastavljen od staklenih vlakana kao ojačavajućeg sredstva i polimerne smole kao matrice, korištenjem specifičnih procesa. Njegova jezgra se sastoji od staklenih vlakana (kao što suE-staklo, S-staklo ili visokočvrsto AR-staklo) promjera 5∼25μm i termoreaktivne matrice poput epoksidne smole, poliesterske smole ili vinil estera, s volumskim udjelom vlakana koji obično doseže 30%∼70% [1-3]. GFRP pokazuje izvrsna svojstva kao što su specifična čvrstoća veća od 500 MPa/(g/cm3) i specifični modul veći od 25 GPa/(g/cm3), a istovremeno posjeduje karakteristike poput otpornosti na koroziju, otpornosti na umor, niskog koeficijenta toplinskog širenja [(7∼12)×10−6 °C−1] i elektromagnetske transparentnosti.
U zrakoplovnom području, primjena GFRP-a započela je 1950-ih i sada je postao ključni materijal za smanjenje strukturne mase i poboljšanje učinkovitosti goriva. Uzimajući Boeing 787 kao primjer, GFRP čini 15% njegovih neprimarnih nosivih konstrukcija, koje se koriste u komponentama poput oklopa i krilaca, postižući smanjenje težine od 20% do 30% u usporedbi s tradicionalnim aluminijskim legurama. Nakon što su grede poda kabine Airbusa A320 zamijenjene GFRP-om, masa jedne komponente smanjila se za 40%, a njezine performanse u vlažnim okruženjima značajno su se poboljšale. U sektoru helikoptera, unutarnje ploče kabine Sikorskyja S-92 koriste GFRP saćastu sendvič strukturu, postižući ravnotežu između otpornosti na udarce i usporavanja plamena (u skladu sa standardom FAR 25.853). U usporedbi s polimerom ojačanim ugljičnim vlaknima (CFRP), trošak sirovine za GFRP smanjen je za 50% do 70%, što pruža značajnu ekonomsku prednost kod neprimarnih nosivih komponenti. Trenutno, GFRP formira sustav gradijentne primjene materijala s karbonskim vlaknima, potičući iterativni razvoj zrakoplovne opreme prema laganoj težini, dugom vijeku trajanja i niskim troškovima.
S gledišta fizičkih svojstava,GFRPtakođer posjeduje izvanredne prednosti u smislu male težine, toplinskih svojstava, otpornosti na koroziju i funkcionalizacije. Što se tiče male težine, gustoća staklenih vlakana kreće se od 1,8 do 2,1 g/cm3, što je samo 1/4 gustoće čelika i 2/3 gustoće aluminijske legure. U eksperimentima starenja na visokim temperaturama, stopa zadržavanja čvrstoće premašila je 85% nakon 1000 sati na 180 °C. Nadalje, GFRP uronjen u 3,5%-tnu otopinu NaCl tijekom jedne godine pokazao je gubitak čvrstoće manji od 5%, dok je čelik Q235 imao gubitak težine od korozije od 12%. Njegova otpornost na kiseline je istaknuta, sa stopom promjene mase nižom od 0,3% i stopom širenja volumena nižom od 0,15% nakon 30 dana u 10%-tnoj otopini HCl. Uzorci GFRP-a tretirani silanom održali su stopu zadržavanja čvrstoće na savijanje veću od 90% nakon 3000 sati.
Ukratko, zbog svoje jedinstvene kombinacije svojstava, GFRP se široko primjenjuje kao visokoučinkoviti osnovni zrakoplovni materijal u dizajnu i proizvodnji zrakoplova, te ima značajnu stratešku važnost u modernoj zrakoplovnoj industriji i tehnološkom razvoju.
Vrijeme objave: 15. listopada 2025.
