FRP 的全称是什么

FRP：纤维增强塑料或聚合物

FRP 代表纤维增强塑料或聚合物。它是一种由纤维增强聚合物基体制成的复合织物。纤维包括玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维。木材、石棉、纸张以及许多其他纤维也用于聚合物基体中。基本上，纤维由碳、玄武岩、玻璃或芳纶制成。纸张、木材或石棉等不同纤维仅偶尔使用。FRP 由具有高强度纤维的复合材料组成，这些纤维通常被整合到聚合物基体中。其高强度和轻质使其在工业和技术应用中都受益匪浅。它们越来越多地取代木材和钢、铁、铝等金属等传统材料。

FRP 复合材料的组成部分

纤维是由合成、天然和人造材料制成的复合材料，它们也被称为纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料。它们由用合成、天然或人造纤维（如玻璃纤维、碳纤维或芳纶纤维）制成的聚合物基体制成；这些是建筑中使用的主要纤维类型。

FRP 有哪些不同类型

• 玻璃纤维增强聚合物
• 芳纶纤维增强聚合物
• 碳纤维增强聚合物

1. 玻璃纤维增强聚合物 (GFRP)

玻璃纤维增强聚合物制成的钢筋在市场上具有很高的价值，其用途最多。

政府机构和许多其他大型公司及基础设施提供商现在都认识到 GFRP 是一种经济实惠的建筑材料，能够延长公共设施的使用寿命，因为腐蚀会对经济和环境产生重大负面影响。

这些复杂的复合材料最终可能能够展现其强度和特性。

2. 芳纶纤维增强聚合物 (AFRP)

芳纶纤维，即芳香族聚酰胺纤维，比玻璃纤维密度低 40%，同时具有极高的强度和弹性模量。

芳纶纤维的电荷高于玻璃纤维和玄武岩纤维，使其在结构应用中的选择性明显较少。

芳纶纤维会吸收水分，因此在用芳纶纤维股线制作比赛结构时要格外小心。

3. 碳纤维增强聚合物 (CFRP)

碳纤维的弹性模量和拉伸强度极高。“高模量”碳纤维的弹性模量与钢相似。

由于 CFR 具有所有 FRP 中最高的强度重量比，因此在航空航天工业中非常知名。CFR 使用高模量和超高模量碳纤维。

在基础设施行业中，CFRP 与高强度、通用模量纤维一起使用。

FRP 中使用的树脂的组成

有不同类型的树脂，一种 FRP 与另一种 FRP 的树脂类型不同。

1. 聚酯
2. 聚氨酯
3. 环氧树脂
4. 乙烯基酯

最常用的树脂聚酯，仍然具有出色的性能组合。优点包括价格便宜、易于制造、固化速度快且强度适中。

尽管乙烯基酯比聚酯贵，但它们生产的 FRP 复合材料更坚固。乙烯基酯的分子结构在大多数方面与聚酯相似。区别在于乙烯基酯比酯具有更少的酯基。因此，复合材料更能抵抗化学品和水的侵蚀。

另一方面，环氧树脂基玻璃纤维具有更高的强度、耐化学性和耐用性。环氧树脂还能提高玻璃纤维的耐高温能力。然而，环氧树脂的加工要求更复杂，生产成本通常更高。

玻璃纤维的优点

玻璃纤维是金属的理想替代品。根据用途，玻璃纤维具有吸引人的优点，如

1. 高强度
2. 耐腐蚀性
3. 轻量级
4. 不导电
5. 电磁透明性
6. 免维护结构
7. 易于安装
8. 易于运输

FRP 的优势

成本控制： FRP 和 GRP 制成的产品比木材、铝、铁或钢制成的产品更环保。它们几乎不需要维护，并且使用寿命更长。

不导电： 拉挤成型材料具有不导电、耐候、绝缘和耐腐蚀的潜力。

易于运输： 由于重量轻，因此简单且成本低廉。

应用范围广泛

拉挤成型产品，如 FRP 和 GRP，用于对强度要求很高的场合。例如，储罐必须与各种液体接触，并且能够容纳大量液体而不会泄漏或破裂。

FRP 和 GRP 制成的管道用于污水处理、炼油厂和海洋环境。制造商会根据应用改变型材的颜色、形状、尺寸和长度。由于这种灵活性，项目经理可以根据自己的需求选择产品。例如，这些管道可用于为农业或水力发电提供水源，以及为污水排水。

生产工艺

熔化

一旦原料配制完成，就会被送入熔炉进行熔化。锅炉可以使用电力、化石燃料或两者的组合来加热。为了保持玻璃平稳、稳定地流动，必须精确控制温度。为了将玻璃塑造成纤维，熔融玻璃需要保持比其他种类玻璃更高的温度（约 1371°C）。玻璃熔化后，它会通过熔炉末端的通道（称为蓄热器）输送到成型设备。

塑造成纤维

根据纤维的类型，使用各种不同的工艺来制造纤维。熔融玻璃可以直接从熔炉中制成纺织纤维，或者先通过一台制造直径约 0.62 英寸（1.6 厘米）的玻璃球的机器。这些玻璃球可以用来目视检查玻璃是否有缺陷。在直接熔化和玻璃球熔化工艺中，都使用电加热喷丝头来喂入玻璃或玻璃球（也称为喷丝板）。喷丝头由 200 至 3000 个微小孔的铂金或金属合金制成。熔融玻璃通过这些孔形成细丝。

连续丝束工艺

连续丝束工艺可以产生长而连续的纤维。当玻璃通过喷丝头的孔时，一些丝束会被快速卷绕机卷起。卷绕机的速度比喷丝头的流速快得多，大约为每分钟 3 公里。当纤维仍呈熔融状态时，它们会从喷丝头被拉出，形成比孔径略大的丝束。化学粘合剂的使用有助于防止纤维在后续加工过程中断裂。然后，用丝束缠绕管子。现在，它可以被捻合和加捻以制成纱线。

短纤维技术

短纤维工艺是另一种方法。当玻璃通过喷丝头流动时，气流会快速冷却细丝。空气的湍流也将细丝切成 20 至 38 厘米长的段。这些细丝经过润滑喷雾后，在旋转的鼓上形成一层薄薄的网。将网从鼓上取出，并拉成一条由杂乱排列的纤维组成的细长条。这些细条可以用与加工羊毛和棉花相同的技术制成纱线。

切碎纤维

连续或长短纤维束可以被切成小段，而不是织成纱线。当细束连接到一对称为线架的卷轴上时，细束会被拖过一个切割装置，将其切成小块。在由切碎纤维制成的垫子上施加粘合剂。在地毯经过烤箱固化后进行包装。有各种重量和厚度的用于瓦片、自粘屋面或装饰地毯的产品。

玻璃棉

玻璃棉是通过一种称为旋转或喷丝工艺的方法制成的。在该方法中，熔融玻璃从熔炉流入一个带有微小孔的圆柱形容器。当容器快速旋转时，玻璃会从容器的孔中喷射出水平流。向上涌动的热空气、空气或两者的结合将熔融玻璃流转化为纤维。纤维落在传送带上并在此处相互缠绕，形成蓬松的堆积。这可以作为绝缘材料使用，或者在喷涂粘合剂后，可以将玻璃棉压实到所需的厚度并在烤箱中固化。一旦粘合剂被加热固定，就可以生产出硬质或半硬质板材或柔性衬垫。

保护性涂层

除了粘合剂，玻璃纤维产品还需要额外的涂层。为了减少纤维磨损，润滑剂要么直接喷涂在纤维上，要么包含在粘合剂中。有时，在冷却过程中，玻璃纤维保温毡的表面也会涂上抗静电剂。当冷却空气通过时，抗静电成分会渗透到毡的整个厚度。抗静电剂由两部分组成：一种能减少静电产生的物质，以及一种能起到防腐蚀剂和稳定剂作用的物质。

在成型过程中施加在纺织纤维上的任何涂层都称为上浆剂，可能包含一种或多种成分（润滑剂、粘合剂或偶联剂）。为了增强纤维股线与增强材料之间的连接，将偶联剂施加到用于增强塑料的纤维股线上。这些涂层有时可以通过进行后整理工艺来去除或添加其他涂层。可以使用加热或化学方法从塑料增强材料中去除上浆剂，然后可以使用偶联剂。装饰性应用需要热处理来去除上浆剂并在纺织品中建立织纹。然后，在染色或印刷之前，会施加染料基底涂料。

成型与塑形

玻璃纤维产品有多种形状，采用各种技术制造。例如，在固化之前，玻璃纤维管保温材料直接从成型单元直接缠绕到称为心轴的杆状形状上。然后将模具在 91 厘米或更短的长度上烘烤固化。固化后，将长度沿纵向脱模，并锯切到所需的尺寸。如有必要，会贴上面层，然后包装运输。