การพัฒนา GFRP เกิดจากความต้องการวัสดุใหม่ๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น น้ำหนักเบากว่า ทนทานต่อการกัดกร่อนมากกว่า และประหยัดพลังงานมากขึ้น ด้วยการพัฒนาของวิทยาศาสตร์วัสดุและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการผลิต GFRP จึงได้รับการนำไปใช้ในหลากหลายสาขามากขึ้นเรื่อยๆ โดยทั่วไป GFRP ประกอบด้วยไฟเบอร์กลาสและเมทริกซ์เรซิน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง GFRP ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ ไฟเบอร์กลาส เมทริกซ์เรซิน และตัวแทนส่วนต่อประสาน ไฟเบอร์กลาสเป็นส่วนสำคัญของ GFRP ไฟเบอร์กลาสทำขึ้นโดยการหลอมและดึงแก้ว และองค์ประกอบหลักคือซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2) ใยแก้วมีข้อดีคือมีความแข็งแรงสูง ความหนาแน่นต่ำ ทนความร้อน และทนต่อการกัดกร่อน เพื่อให้วัสดุมีความแข็งแรงและความแข็ง ประการที่สอง เมทริกซ์เรซินเป็นกาวสำหรับ GFRP เมทริกซ์เรซินที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเอสเตอร์ อีพอกซี และเรซินฟีนอลิก เมทริกซ์เรซินมีการยึดเกาะที่ดี ทนต่อสารเคมี และทนต่อแรงกระแทก เพื่อยึดและปกป้องไฟเบอร์กลาสและถ่ายโอนภาระ ในทางกลับกัน ตัวแทนส่วนต่อประสานมีบทบาทสำคัญระหว่างไฟเบอร์กลาสและเมทริกซ์เรซิน ตัวแทนส่วนต่อประสานสามารถปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างไฟเบอร์กลาสและเมทริกซ์เรซิน และเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลและความทนทานของ GFRP
การสังเคราะห์ GFRP ในอุตสาหกรรมทั่วไปต้องทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:
(1) การเตรียมไฟเบอร์กลาส:วัสดุแก้วจะถูกให้ความร้อนและหลอมละลาย จากนั้นจึงเตรียมให้เป็นไฟเบอร์กลาสที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น การดึงหรือการฉีดพ่น
(2) การเตรียมไฟเบอร์กลาสเบื้องต้น:การบำบัดพื้นผิวทางกายภาพหรือเคมีของไฟเบอร์กลาสเพื่อเพิ่มความหยาบของพื้นผิวและปรับปรุงการยึดเกาะของส่วนต่อประสาน
(3) การจัดเรียงไฟเบอร์กลาส :กระจายไฟเบอร์กลาสที่ผ่านการบำบัดล่วงหน้าในเครื่องขึ้นรูปตามข้อกำหนดการออกแบบเพื่อสร้างโครงสร้างการจัดเรียงเส้นใยที่กำหนดไว้ล่วงหน้า
(4) เมทริกซ์เรซินเคลือบ:เคลือบเมทริกซ์เรซินให้สม่ำเสมอบนไฟเบอร์กลาส ชุบมัดเส้นใย และวางเส้นใยให้สัมผัสกับเมทริกซ์เรซินอย่างเต็มที่
(5) การบ่ม:การบ่มเมทริกซ์เรซินโดยการให้ความร้อน การสร้างแรงดัน หรือการใช้สารช่วย (เช่น ตัวแทนการบ่ม) เพื่อสร้างโครงสร้างคอมโพสิตที่แข็งแรง
(6) หลังการรักษา:GFRP ที่ได้รับการบ่มแล้วจะต้องผ่านกระบวนการหลังการบำบัด เช่น การตัดแต่ง ขัดเงา และทาสี เพื่อให้ได้คุณภาพและรูปลักษณ์พื้นผิวขั้นสุดท้ายตามข้อกำหนด
จากกระบวนการเตรียมการข้างต้นจะเห็นได้ว่าในกระบวนการการผลิต GFRPการเตรียมและการจัดเรียงไฟเบอร์กลาสสามารถปรับเปลี่ยนได้ตามวัตถุประสงค์ของกระบวนการที่แตกต่างกัน เมทริกซ์เรซินที่แตกต่างกันสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน และวิธีการหลังการประมวลผลที่แตกต่างกันสามารถนำมาใช้เพื่อบรรลุการผลิต GFRP สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว GFRP มักจะมีคุณสมบัติที่ดีหลายประการ ซึ่งอธิบายไว้โดยละเอียดด้านล่าง:
(1) น้ำหนักเบา:GFRP มีค่าความถ่วงจำเพาะต่ำเมื่อเทียบกับวัสดุโลหะแบบดั้งเดิม จึงค่อนข้างมีน้ำหนักเบา ทำให้มีข้อได้เปรียบในหลายๆ ด้าน เช่น อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ยานยนต์ และอุปกรณ์กีฬา เนื่องจากสามารถลดน้ำหนักของโครงสร้างได้ ส่งผลให้ประสิทธิภาพและประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงดีขึ้น เมื่อนำไปใช้กับโครงสร้างอาคาร GFRP ที่มีน้ำหนักเบาสามารถลดน้ำหนักของอาคารสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
(2) ความแข็งแรงสูง: วัสดุเสริมไฟเบอร์กลาสมีความแข็งแรงสูง โดยเฉพาะความแข็งแรงในการดึงและดัดงอ การผสมผสานระหว่างเมทริกซ์เรซินเสริมใยและไฟเบอร์กลาสสามารถทนต่อแรงกดและแรงดึงขนาดใหญ่ได้ ทำให้วัสดุนี้มีคุณสมบัติทางกลที่โดดเด่น
(3) ความต้านทานการกัดกร่อน:GFRP มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมและไม่ไวต่อสารกัดกร่อน เช่น กรด ด่าง และน้ำเกลือ ทำให้วัสดุนี้สามารถใช้งานได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงต่างๆ เช่น ในด้านวิศวกรรมทางทะเล อุปกรณ์เคมี และถังเก็บ
(4) คุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี:GFRP มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดีและสามารถแยกการนำพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าและความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้วัสดุนี้ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและฉนวนความร้อน เช่น การผลิตแผงวงจร ปลอกฉนวน และวัสดุฉนวนความร้อน
(5) ทนความร้อนได้ดี:GFRP มีทนความร้อนสูงและสามารถรักษาประสิทธิภาพการทำงานให้เสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้ ทำให้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ ปิโตรเคมี และการผลิตไฟฟ้า เช่น การผลิตใบพัดเครื่องยนต์กังหันแก๊ส ผนังเตา และส่วนประกอบอุปกรณ์โรงไฟฟ้าพลังความร้อน
โดยสรุปแล้ว GFRP มีข้อดีคือมีความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา ทนต่อการกัดกร่อน มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี และทนความร้อน คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมก่อสร้าง อวกาศ ยานยนต์ พลังงาน และเคมี
เวลาโพสต์ : 3 ม.ค. 2568