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O desenvolvimento do GFRP decorre da crescente demanda por novos materiais com melhor desempenho, menor peso, maior resistência à corrosão e maior eficiência energética. Com o desenvolvimento da ciência dos materiais e a melhoria contínua da tecnologia de fabricação, o GFRP gradualmente conquistou uma ampla gama de aplicações em diversos campos. O GFRP geralmente consiste emfibra de vidroe uma matriz de resina. Especificamente, o GFRP compreende três partes: fibra de vidro, matriz de resina e agente interfacial. Entre eles, a fibra de vidro é uma parte importante do GFRP. As fibras de vidro são feitas por fusão e trefilação de vidro, e seu principal componente é o dióxido de silício (SiO2). As fibras de vidro têm as vantagens de alta resistência, baixa densidade, calor e resistência à corrosão para fornecer resistência e rigidez ao material. Em segundo lugar, a matriz de resina é o adesivo para GFRP. Matrizes de resina comumente usadas incluem resinas de poliéster, epóxi e fenólicas. A matriz de resina tem boa adesão, resistência química e resistência ao impacto para fixar e proteger a fibra de vidro e transferir cargas. Os agentes interfaciais, por outro lado, desempenham um papel fundamental entre a fibra de vidro e a matriz de resina. Os agentes interfaciais podem melhorar a adesão entre a fibra de vidro e a matriz de resina e aumentar as propriedades mecânicas e a durabilidade do GFRP.
A síntese industrial geral de GFRP requer as seguintes etapas:
(1) Preparação de fibra de vidro:O material de vidro é aquecido e derretido, e preparado em diferentes formatos e tamanhos de fibra de vidro por métodos como trefilação ou pulverização.
(2) Pré-tratamento de fibra de vidro:Tratamento de superfície físico ou químico da fibra de vidro para aumentar a rugosidade da superfície e melhorar a adesão interfacial.
(3) Disposição da fibra de vidro:Distribua a fibra de vidro pré-tratada no aparelho de moldagem de acordo com os requisitos do projeto para formar uma estrutura de arranjo de fibras predeterminada.
(4) Matriz de resina de revestimento:Aplique a matriz de resina uniformemente na fibra de vidro, impregne os feixes de fibras e coloque as fibras em contato total com a matriz de resina.
(5) Cura:Cura da matriz de resina por aquecimento, pressurização ou uso de materiais auxiliares (por exemplo, agente de cura) para formar uma estrutura composta forte.
(6) Pós-tratamento:O GFRP curado é submetido a processos de pós-tratamento, como corte, polimento e pintura, para atingir os requisitos finais de qualidade e aparência da superfície.
A partir do processo de preparação acima, pode-se observar que no processo deProdução de GFRPA preparação e o arranjo da fibra de vidro podem ser ajustados de acordo com diferentes propósitos de processo, diferentes matrizes de resina para diferentes aplicações e diferentes métodos de pós-processamento podem ser utilizados para alcançar a produção de GFRP para diferentes aplicações. Em geral, o GFRP geralmente apresenta uma variedade de boas propriedades, descritas em detalhes a seguir:
(1) Leve:O GFRP possui baixa densidade em comparação aos materiais metálicos tradicionais e, portanto, é relativamente leve. Isso o torna vantajoso em diversas áreas, como aeroespacial, automotiva e de equipamentos esportivos, onde o peso morto da estrutura pode ser reduzido, resultando em melhor desempenho e eficiência de combustível. Aplicado a estruturas de edifícios, a leveza do GFRP pode reduzir efetivamente o peso de edifícios altos.
(2) Alta Resistência: Materiais reforçados com fibra de vidroApresentam alta resistência, especialmente à tração e à flexão. A combinação de matriz de resina reforçada com fibra e fibra de vidro permite suportar grandes cargas e tensões, destacando-se assim em propriedades mecânicas.
(3) Resistência à corrosão:O PRFV possui excelente resistência à corrosão e não é suscetível a meios corrosivos, como ácidos, álcalis e água salgada. Isso torna o material uma grande vantagem em uma variedade de ambientes adversos, como nas áreas de engenharia naval, equipamentos químicos e tanques de armazenamento.
(4) Boas propriedades isolantes:O GFRP possui boas propriedades isolantes e pode isolar eficazmente a condução de energia eletromagnética e térmica. Isso o torna amplamente utilizado na área de engenharia elétrica e isolamento térmico, como na fabricação de placas de circuito, mangas isolantes e materiais de isolamento térmico.
(5) Boa resistência ao calor:GFRP temalta resistência ao calore é capaz de manter um desempenho estável em ambientes de alta temperatura. Isso o torna amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial, petroquímica e de geração de energia, como na fabricação de pás de motores de turbinas a gás, divisórias de fornos e componentes de equipamentos de usinas termelétricas.
Em resumo, o GFRP possui as vantagens de alta resistência, leveza, resistência à corrosão, boas propriedades isolantes e resistência ao calor. Essas propriedades o tornam um material amplamente utilizado nas indústrias de construção, aeroespacial, automotiva, de energia e química.