berita

Polimer Bertetulang Gentian Kaca (GFRP)merupakan bahan berprestasi tinggi yang diperbuat daripada gentian kaca sebagai agen pengukuh dan resin polimer sebagai matriks, menggunakan proses tertentu. Struktur terasnya terdiri daripada gentian kaca (sepertiE-kaca, kaca-S, atau kaca-AR kekuatan tinggi) dengan diameter 5∼25μm dan matriks termoset seperti resin epoksi, resin poliester, atau ester vinil, dengan pecahan isipadu gentian biasanya mencapai 30%∼70% [1-3]. GFRP mempamerkan sifat-sifat cemerlang seperti kekuatan tertentu melebihi 500 MPa/(g/cm3) dan modulus tertentu melebihi 25 GPa/(g/cm3), di samping mempunyai ciri-ciri seperti rintangan kakisan, rintangan lesu, pekali pengembangan haba yang rendah [(7∼12)×10−6 °C−1], dan ketelusan elektromagnet.

Dalam bidang aeroangkasa, aplikasi GFRP bermula pada tahun 1950-an dan kini telah menjadi bahan utama untuk mengurangkan jisim struktur dan meningkatkan kecekapan bahan api. Mengambil Boeing 787 sebagai contoh, GFRP menyumbang 15% daripada struktur galas beban bukan utamanya, yang digunakan dalam komponen seperti fairing dan winglet, mencapai pengurangan berat sebanyak 20% ~ 30% berbanding aloi aluminium tradisional. Selepas rasuk lantai kabin Airbus A320 digantikan dengan GFRP, jisim satu komponen menurun sebanyak 40%, dan prestasinya dalam persekitaran lembap bertambah baik dengan ketara. Dalam sektor helikopter, panel dalaman kabin Sikorsky S-92 menggunakan struktur sandwic sarang lebah GFRP, mencapai keseimbangan antara rintangan hentaman dan kalis api (mematuhi piawaian FAR 25.853). Berbanding dengan Polimer Bertetulang Serat Karbon (CFRP), kos bahan mentah GFRP dikurangkan sebanyak 50% ~ 70%, memberikan kelebihan ekonomi yang ketara dalam komponen galas beban bukan utama. Pada masa ini, GFRP sedang membentuk sistem aplikasi kecerunan bahan dengan serat karbon, menggalakkan pembangunan berulang peralatan aeroangkasa ke arah peringanan, jangka hayat yang panjang dan kos rendah.

Dari perspektif sifat fizikal,GFRPjuga mempunyai kelebihan yang luar biasa dari segi peringanan, sifat terma, rintangan kakisan dan fungsian. Berkenaan peringanan, ketumpatan gentian kaca adalah antara 1.8 ~ 2.1 g/cm3, iaitu hanya 1/4 daripada keluli dan 2/3 daripada aloi aluminium. Dalam eksperimen penuaan suhu tinggi, kadar pengekalan kekuatan melebihi 85% selepas 1,000 jam pada suhu 180 °C. Tambahan pula, GFRP yang direndam dalam larutan NaCl 3.5% selama satu tahun menunjukkan kehilangan kekuatan kurang daripada 5%, manakala keluli Q235 mempunyai kehilangan berat kakisan sebanyak 12%. Rintangan asidnya adalah ketara, dengan kadar perubahan jisim lebih rendah daripada 0.3% dan kadar pengembangan isipadu lebih rendah daripada 0.15% selepas 30 hari dalam larutan HCl 10%. Spesimen GFRP yang dirawat silana mengekalkan kadar pengekalan kekuatan lenturan melebihi 90% selepas 3,000 jam.

Secara ringkasnya, disebabkan oleh kombinasi sifatnya yang unik, GFRP digunakan secara meluas sebagai bahan teras aeroangkasa berprestasi tinggi dalam reka bentuk dan pembuatan pesawat, memegang kepentingan strategik yang ketara dalam industri aeroangkasa moden dan pembangunan teknologi.