berita

Polimer Bertetulang Gentian Kaca (GFRP)ialah bahan berprestasi tinggi yang dikompaun daripada gentian kaca sebagai agen penguat dan resin polimer sebagai matriks, menggunakan proses tertentu. Struktur terasnya terdiri daripada gentian kaca (sepertiE-kaca, kaca S atau kaca AR berkekuatan 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 yang sangat baik seperti kekuatan khusus melebihi 500 MPa/(g/cm3) dan modulus khusus melebihi 25 GPa/(g/cm3), sementara juga mempunyai ciri-ciri seperti rintangan kakisan, rintangan lesu, pekali pengembangan terma yang rendah [(7∼12) ×10−6 °C−1], dan ketelusan elektromagnetik.

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, digunakan dalam komponen seperti fairings dan winglets, mencapai pengurangan berat sebanyak 20%~30% berbanding aloi aluminium tradisional. Selepas rasuk lantai kabin Airbus A320 digantikan dengan GFRP, jisim komponen tunggal berkurangan sebanyak 40%, dan prestasinya dalam persekitaran lembap meningkat 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 Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP), kos bahan mentah GFRP dikurangkan sebanyak 50%∼70%, memberikan kelebihan ekonomi yang ketara dalam komponen bukan galas beban utama. Pada masa ini, GFRP sedang membentuk sistem aplikasi kecerunan bahan dengan gentian karbon, mempromosikan pembangunan lelaran peralatan aeroangkasa ke arah pemberat ringan, jangka hayat dan kos rendah.

Dari perspektif sifat fizikal,GFRPjuga mempunyai kelebihan luar biasa dari segi pemberat ringan, sifat terma, rintangan kakisan dan kefungsian. Mengenai pemberat ringan, ketumpatan gentian kaca berjulat dari 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 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 penurunan berat kakisan sebanyak 12%. Rintangan asidnya menonjol, 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 dengan silane mengekalkan kadar pengekalan kekuatan lenturan melebihi 90% selepas 3,000 jam.

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