Полимер, подсилен със стъклени влакна (GFRP)е високоефективен материал, съставен от стъклени влакна като подсилващ агент и полимерна смола като матрица, чрез използване на специфични процеси. Основната му структура се състои от стъклени влакна (като напримерЕ-стъкло, S-стъкло или високоякостно AR-стъкло) с диаметри от 5∼25μm и термореактивни матрици като епоксидна смола, полиестерна смола или винилов естер, с обемна фракция на влакната, обикновено достигаща 30%∼70% [1-3]. GFRP показва отлични свойства, като специфична якост над 500 MPa/(g/cm3) и специфичен модул над 25 GPa/(g/cm3), като същевременно притежава характеристики като устойчивост на корозия, устойчивост на умора, нисък коефициент на термично разширение [(7∼12)×10−6 °C−1] и електромагнитна прозрачност.
В аерокосмическата област приложението на GFRP започва през 50-те години на миналия век и сега се е превърнало в ключов материал за намаляване на структурната маса и подобряване на горивната ефективност. Вземайки за пример Boeing 787, GFRP представлява 15% от неосновните му носещи конструкции, използвани в компоненти като обтекатели и крила, постигайки намаление на теглото с 20% до 30% в сравнение с традиционните алуминиеви сплави. След като гредите на пода на кабината на Airbus A320 бяха заменени с GFRP, масата на един компонент намаля с 40%, а производителността му във влажна среда значително се подобри. В хеликоптерния сектор вътрешните панели на кабината на Sikorsky S-92 използват сандвич структура тип „пчелна пита“ от GFRP, постигайки баланс между устойчивост на удар и огнеустойчивост (в съответствие със стандарта FAR 25.853). В сравнение с полимера, подсилен с въглеродни влакна (CFRP), цената на суровината за GFRP е намалена с 50% до 70%, което осигурява значително икономическо предимство при неосновните носещи компоненти. В момента GFRP формира система за градиентно нанасяне на материали с въглеродни влакна, насърчавайки итеративното развитие на аерокосмическото оборудване към по-леко тегло, дълъг живот и ниска цена.
От гледна точка на физическите свойства,GFRPсъщо така притежава изключителни предимства по отношение на олекотяването, термичните свойства, устойчивостта на корозия и функционализацията. Що се отнася до олекотяването, плътността на стъклените влакна варира от 1,8 до 2,1 g/cm3, което е само 1/4 от тази на стоманата и 2/3 от тази на алуминиевата сплав. При експерименти с високотемпературно стареене, степента на запазване на якостта надхвърля 85% след 1000 часа при 180 °C. Освен това, GFRP, потопен в 3,5% разтвор на NaCl за една година, показва загуба на якост по-малка от 5%, докато стоманата Q235 има загуба на тегло от корозия от 12%. Нейната киселинна устойчивост е забележителна, със скорост на промяна на масата по-ниска от 0,3% и скорост на разширение на обема по-ниска от 0,15% след 30 дни в 10% разтвор на HCl. Обработените със силан GFRP образци поддържат степен на запазване на якостта на огъване над 90% след 3000 часа.
В обобщение, поради уникалната си комбинация от свойства, GFRP се прилага широко като високоефективен основен аерокосмически материал при проектирането и производството на самолети, като има значително стратегическо значение в съвременната аерокосмическа индустрия и технологичното развитие.
Време на публикуване: 15 октомври 2025 г.
