纤维增强聚合物 (FRP) 是一种由纤维增强的聚合物基质构成的复合材料。这种用途广泛的材料兼具纤维(例如玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维)的强度和刚度,以及环氧树脂或聚酯等聚合物树脂的轻质和耐腐蚀特性。FRP 凭借其卓越的机械性能(包括高强度重量比、耐用性和设计灵活性)广泛应用于各行各业。其常见用途包括建筑结构加固、桥梁修复、航空航天部件、汽车零部件、船舶建造和运动器材。FRP 复合材料能够根据特定性能要求进行定制,使其成为现代工程和制造实践的首选。
1.纤维选择:根据应用需求,根据纤维的机械性能进行选择。例如,碳纤维具有高强度和高刚度,适用于航空航天和汽车应用;而玻璃纤维则具有良好的强度和成本效益,可用于一般结构增强。
2.基质材料:聚合物基质(通常为树脂形式)的选择基于与纤维的兼容性、所需的机械性能以及复合材料将暴露的环境条件等因素。
3.复合材料制造:将纤维浸渍于液态树脂中,然后将其成型为所需形状,或将其逐层铺放于模具中。该工艺可以通过手工铺层、纤维缠绕、拉挤成型或自动纤维铺放(AFP)等技术完成,具体取决于部件的复杂性和尺寸。
4.固化:成型后,树脂进行固化,即通过化学反应或加热使复合材料硬化并固化。此步骤确保纤维牢固地粘合在聚合物基体中,形成坚固且有凝聚力的结构。
5. 精加工和后处理:固化后,FRP复合材料可能会经过额外的精加工过程,例如修整,打磨或涂层,以达到所需的表面光洁度和尺寸精度。