Glasfiberforstærket polymer (GFRP)er et højtydende materiale sammensat af glasfibre som forstærkningsmiddel og en polymerharpiks som matrix ved hjælp af specifikke processer. Dets kernestruktur består af glasfibre (såsomE-glas, S-glas eller højstyrke AR-glas) med diametre på 5∼25 μm og termohærdende matricer som epoxyharpiks, polyesterharpiks eller vinylester, med en fibervolumenfraktion, der typisk når 30%∼70% [1-3]. GFRP udviser fremragende egenskaber såsom en specifik styrke på over 500 MPa/(g/cm3) og et specifikt modul på over 25 GPa/(g/cm3), samtidig med at det også besidder egenskaber som korrosionsbestandighed, udmattelsesbestandighed, en lav termisk udvidelseskoefficient [(7∼12)×10−6 °C−1] og elektromagnetisk transparens.
Inden for luftfartsindustrien begyndte anvendelsen af GFRP i 1950'erne og er nu blevet et nøglemateriale til at reducere strukturel masse og forbedre brændstofeffektiviteten. Med Boeing 787 som eksempel tegner GFRP sig for 15% af dens ikke-primære bærende strukturer, der anvendes i komponenter som kåber og winglets, hvilket opnår en vægtreduktion på 20%~30% sammenlignet med traditionelle aluminiumslegeringer. Efter at kabinens gulvbjælker i Airbus A320 blev udskiftet med GFRP, faldt massen af en enkelt komponent med 40%, og dens ydeevne i fugtige miljøer forbedredes betydeligt. Inden for helikoptersektoren bruger de indvendige paneler i Sikorsky S-92's kabine en GFRP-honningkagesandwichstruktur, der opnår en balance mellem slagfasthed og flammehæmning (i overensstemmelse med FAR 25.853-standarden). Sammenlignet med kulfiberforstærket polymer (CFRP) reduceres råvareomkostningerne til GFRP med 50%~70%, hvilket giver en betydelig økonomisk fordel i ikke-primære bærende komponenter. I øjeblikket udvikler GFRP et system til materialegradientapplikationer med kulfiber, der fremmer den iterative udvikling af luftfartsudstyr mod letvægtsevne, lang levetid og lave omkostninger.
Fra et perspektiv af fysiske egenskaber,GFRPhar også enestående fordele med hensyn til letvægt, termiske egenskaber, korrosionsbestandighed og funktionalisering. Med hensyn til letvægt varierer densiteten af glasfiber fra 1,8~2,1 g/cm3, hvilket kun er 1/4 af stål og 2/3 af aluminiumlegering. I ældningsforsøg ved høj temperatur oversteg styrkebevarelseshastigheden 85% efter 1.000 timer ved 180 °C. Desuden viste GFRP nedsænket i en 3,5% NaCl-opløsning i et år et styrketab på mindre end 5%, mens Q235-stål havde et korrosionsvægttab på 12%. Dens syrebestandighed er fremtrædende, med en masseændringshastighed lavere end 0,3% og en volumenudvidelseshastighed lavere end 0,15% efter 30 dage i en 10% HCl-opløsning. Silanbehandlede GFRP-prøver opretholdt en bøjningsstyrkebevarelseshastighed på over 90% efter 3.000 timer.
Kort sagt, på grund af sin unikke kombination af egenskaber anvendes GFRP i vid udstrækning som et højtydende kernemateriale til luftfart i design og fremstilling af fly, hvilket har betydelig strategisk betydning i den moderne luftfartsindustri og teknologisk udvikling.
Opslagstidspunkt: 15. oktober 2025
