Mis on tugevdatud plastid?

Tugevdamist võib defineerida kui millegi tugevamaks muutmist, lisades materjali, mis pakub täiendavat tuge või struktuuri. Tugevdatud plastid on plastid, mille omadusi on muude materjalide lisamisega täiustatud. Näiteks tugevdatud plastid on tavaliselt vastupidavamad ja kuumusel vähem mõjutatud kui tavalised plastid. Armeeritud plasti kasutatakse erinevates tööstusharudes erinevat tüüpi toodete tootmiseks. Kaks levinumat tüüpi on klaasiga tugevdatud plast (GRP) ja süsinikuga tugevdatud plast (CRP).

Plasti peetakse mitmekülgseteks materjalideks. Paljudel juhtudel on aga plastmassid liiga nõrgad, kui midagi ei lisata, selleks, et inimesed neid sooviksid kasutada. Neid nõrku materjale nimetatakse sageli maatriksiks.

Plastide tugevdamine muudab need üldiselt tugevamaks ja elastsemaks. Tugevuse ja elastsuse astet võivad mõjutada sellised tegurid nagu tugevdusmaterjali tüüp, selle materjali kontsentratsioon ja materjali asend. Kui maatriksile midagi lisatakse, nimetatakse saadud produkti sageli komposiidiks.

GRP valmistamine hõlmab termoplasti, näiteks polüestri, kombineerimist klaaskiududega. Selle saavutamiseks on mitu meetodit, kuid populaarne on klaaskiust mati valmistamine. Seda saab teha, paigutades klaaskiud soovitud suundadesse, tehes mitu kihti ja sidudes need termoplastiga. GRP-st valmistatud tooteid toodetakse sageli vormide abil.

Arvatakse, et idee töötati välja Ühendkuningriigis Teise maailmasõja ajal, kuid üldiselt ei tunnustata konkreetset kuupäeva ega leiutajat. Praegu on nende tugevdatud plastide tootjaid palju. GRP-d kasutatakse sageli jahtide, suure jõudlusega autode ja lennukite osade valmistamiseks.

Polümeer on struktuur, mis koosneb paljudest omavahel seotud molekulidest. CRP valmistamine hõlmab polümeeri, näiteks epoksiidi, kombineerimist süsinikkiududega. Süsinikkiudu toodetakse tavaliselt teist tüüpi polümeeri, näiteks polüakrüülnitriili kuumutamisel. Kui see protsess on korralikult läbi viidud, on tulemuseks süsinikniidid, tuntud ka kui süsinikkiud.

CRP valmistatakse sageli sarnase protsessiga, mida kasutatakse GRP valmistamisel. Süsinikkiududest valmistatakse riie ühel mitmest protsessist. Seejärel asetatakse selle riide kihid vormi. Seejärel kasutatakse vormi täitmiseks epoksiidi ja kui see kuivab, toimivad süsinikkangad tugevdusena, ilma et see lisaks palju kaalu. CRP-d kasutatakse näiteks jalgrattaosade, kosmoselaeva osade ja basseinipulkade tootmiseks.