Армированный волокнами пластик ( FRP ; также называемый армированным волокном полимером или в американском английском волокном ) представляет собой композитный материал , изготовленный из полимерной матрицы, армированной волокнами . Волокна обычно бывают стеклянными (в стекловолокне ), углеродными (в полимере, армированном углеродным волокном ), арамидными или базальтовыми . Редко использовались другие волокна, такие как бумага, дерево, бор или асбест . Полимер обычно представляет собой эпоксидную , винилэфирную или полиэфирную термореактивную пластмассу , хотя фенолформальдегидные смолы все еще используются.
FRP обычно используются в аэрокосмической, автомобильной, морской и строительной отраслях. Они обычно встречаются в баллистической броне и баллонах для автономных дыхательных аппаратов .
Бакелит был первым пластиком, армированным волокном. Лео Бэкеланд изначально намеревался найти замену шеллаку (изготавливаемому из выделений лаковых насекомых ). Химики начали осознавать, что многие природные смолы и волокна являются полимерами, и Бэкеланд исследовал реакции фенола и формальдегида. Сначала он произвел растворимый фенол-формальдегидный шеллак под названием «Новолак», который так и не имел успеха на рынке, затем занялся разработкой связующего для асбеста , который в то время был отлит из каучука. Контролируя давление и температуру, применяемые к фенолу и формальдегиду , он в 1905 году обнаружил, что может производить твердый формуемый материал своей мечты (первый в мире синтетический пластик ): бакелит. [1] [2] Он объявил о своем изобретении на собрании Американского химического общества 5 февраля 1909 года. [3]
Разработка армированного волокном пластика для коммерческого использования широко исследовалась в 1930-х годах. В Соединенном Королевстве значительные исследования были проведены такими пионерами, как Норман де Брюйне . Особый интерес это представляло для авиационной промышленности. [4]
Массовое производство стеклянных нитей было обнаружено в 1932 году, когда Геймс Слайтер , исследователь из Оуэнса-Иллинойса, случайно направил струю сжатого воздуха на поток расплавленного стекла и произвел волокна. Патент на этот метод производства стекловаты был впервые подан в 1933 году. [5] Оуэнс присоединился к компании Corning в 1935 году, и этот метод был адаптирован компанией Owens Corning для производства запатентованного «фибрегласа» (одна «s») в 1936 году. Первоначально стекловолокно представляло собой стекловату с волокнами, улавливающими большое количество газа, что делало его полезным в качестве изолятора, особенно при высоких температурах.
Подходящая смола для соединения «стеклостекла» с пластиком для получения композитного материала была разработана в 1936 году компанией Du Pont . Первым предком современных полиэфирных смол является смола Цианамида 1942 года. К тому времени использовались системы пероксидного отверждения. [6] Благодаря сочетанию стекловолокна и смолы газосодержание материала было заменено пластиком. Это снизило изоляционные свойства до значений, типичных для пластика, но теперь композит впервые показал большую прочность и перспективность в качестве конструкционного и строительного материала. Как ни странно, многие композиты из стекловолокна продолжали называться « стекловолокном » (как общее название), и это название также использовалось для продукта из стекловаты низкой плотности, содержащего газ вместо пластика.
Рэю Грину из Owens Corning приписывают производство первой композитной лодки в 1937 году, но в то время он не продвинулся дальше из-за хрупкости используемого пластика. Сообщалось, что в 1939 году Россия построила пассажирский катер из пластика, а США — фюзеляж и крылья самолета. [7] Первым автомобилем с кузовом из стекловолокна был Stout Scarab 1946 года . Была построена только одна такая модель. [8] Прототип Ford 1941 года мог бы стать первым пластиковым автомобилем, но существует некоторая неопределенность относительно использованных материалов, поскольку вскоре после этого он был уничтожен. [9] [10]
Первым самолетом из армированного волокном пластика был либо Fairchild F-46 , первый полет которого состоялся 12 мая 1937 года, либо пластиковый самолет Bennett, построенный в Калифорнии. [11] Фюзеляж из стекловолокна использовался на модифицированном самолете Vultee BT-13A , получившем обозначение XBT-16, базировавшемся в Райт-Филд в конце 1942 года. [12] В 1943 году были проведены дальнейшие эксперименты по созданию структурных частей самолета из композитных материалов, в результате чего был создан первый самолет. , Vultee BT-15 с фюзеляжем из стеклопластика, получивший обозначение XBT-19, совершил полет в 1944 году . . [16]
Производство углеродного волокна началось в конце 1950-х годов и использовалось, хотя и не широко, в британской промышленности до начала 1960-х годов. Примерно в это же время производились арамидные волокна, впервые появившиеся под торговой маркой Nomex компанией DuPont . Сегодня каждое из этих волокон широко используется в промышленности для любых применений, где требуются пластмассы с особыми прочностными или эластичными качествами. Стеклянные волокна наиболее распространены во всех отраслях промышленности, хотя композиты из углеродного волокна и углеродного волокна и арамида широко используются в аэрокосмической, автомобильной и спортивной промышленности. [17] Эти три ( стекло , углерод и арамид ) продолжают оставаться важными категориями волокон, используемых в стеклопластике.
Глобальное производство полимеров в нынешних масштабах началось в середине 20-го века, когда низкие затраты на материалы и производство, новые производственные технологии и новые категории продукции в совокупности сделали производство полимеров экономичным. Отрасль окончательно достигла зрелости в конце 1970-х годов, когда мировое производство полимеров превысило производство стали , что сделало полимеры повсеместным материалом, которым они являются сегодня. Армированные волокнами пластмассы с самого начала были важным аспектом этой отрасли.
Полимер обычно производят путем ступенчатой полимеризации или аддитивной полимеризации . Когда один или несколько полимеров комбинируются с различными агентами для улучшения или каким-либо образом изменения свойств их материала, результат называется пластиком . Композитные пластики относятся к тем типам пластиков, которые возникают в результате соединения двух или более однородных материалов с различными свойствами материала для получения конечного продукта с определенным желаемым материалом и механическими свойствами. Армированные волокнами пластики — это категория композитных пластиков, в которых специально используются волокнистые материалы для механического повышения прочности и эластичности пластиков.
Исходный пластический материал без армирования волокнами известен как матрица или связующее вещество . Матрица представляет собой прочный, но относительно слабый пластик, армированный более прочными и жесткими армирующими нитями или волокнами. Степень повышения прочности и эластичности армированного волокном пластика зависит от механических свойств как волокна, так и матрицы, их объема относительно друг друга, а также длины и ориентации волокон внутри матрицы. [18] Армирование матрицы происходит по определению, когда материал FRP демонстрирует повышенную прочность или эластичность по сравнению с прочностью и эластичностью самой матрицы. [17]
Стеклопластик включает в себя два различных процесса: первый — это процесс изготовления и формирования волокнистого материала, второй — это процесс, при котором волокнистые материалы связываются с матрицей во время формования. [17]
Арматурное волокно изготавливается как в двухмерной, так и в трехмерной ориентации:
Волокнистые преформы — это способ изготовления волокон перед их приклеиванием к матрице. Волокнистые преформы часто производятся в виде листов, непрерывных матов или непрерывных нитей для распыления. Четыре основных способа изготовления волокнистых преформ - это ткачество , вязание , плетение и сшивание .
Жесткая конструкция обычно используется для определения формы компонентов FRP. Детали можно укладывать на плоскую поверхность, называемую «заглушкой», или на цилиндрическую конструкцию, называемую «оправкой». Однако большинство деталей из армированного волокном пластика изготавливаются с помощью формы или «инструмента». Формы могут быть вогнутыми охватывающими формами, охватывающими формами или формой, которая может полностью охватывать деталь верхней и нижней формой.
Процесс формования стеклопластиков начинается с помещения заготовки из волокна в форму или в нее. Волокнистая заготовка может представлять собой сухое волокно или волокно, которое уже содержит определенное количество смолы, называемое «препрег». Сухие волокна «смачиваются» смолой либо вручную, либо смола впрыскивается в закрытую форму. Затем деталь отверждается, оставляя матрицу и волокна в форме, созданной пресс-формой. Для отверждения смолы и улучшения качества конечной детали иногда используется тепло и/или давление. Ниже перечислены различные методы формирования.
Отдельные листы препрега складываются и помещаются в форму женского типа вместе с баллоном, похожим на воздушный шар. Форму закрывают и помещают в нагретый пресс. Наконец, в баллоне создается давление, прижимающее слои материала к стенкам формы.
Если сырьевой материал (пластиковый блок, резиновый блок, пластиковый лист или гранулы) содержит армирующие волокна, деталь, полученная прессованием, квалифицируется как армированный волокном пластик. Чаще всего пластиковая заготовка, используемая при компрессионном формовании, не содержит армирующих волокон. При компрессионном формовании «преформа» или «шихта» из SMC , BMC помещается в полость формы. Форма закрывается, и материал формируется и отверждается внутри под давлением и теплом. Компрессионное формование обеспечивает превосходную детализацию геометрических форм, от детализации узоров и рельефов до сложных кривых и креативных форм, а также точной инженерии , и все это в течение максимального времени отверждения 20 минут. [20]
Отдельные листы препрега складываются и помещаются в открытую форму. Материал покрыт защитной пленкой, воздухопроницаемым материалом и вакуумным мешком . Частично создается вакуум, и вся форма помещается в автоклав (нагретый сосуд под давлением). Деталь обрабатывается постоянным вакуумом для извлечения захваченных газов из ламината. Это очень распространенный процесс в аэрокосмической промышленности, поскольку он обеспечивает точный контроль над формованием благодаря длительному и медленному циклу отверждения, который длится от одного до нескольких часов. [21] Этот точный контроль создает точные геометрические формы ламината, необходимые для обеспечения прочности и безопасности в аэрокосмической промышленности, но он также медленный и трудоемкий, а это означает, что затраты часто ограничиваются аэрокосмической промышленностью. [20]
Листы препрега наматываются на стальную или алюминиевую оправку. Материал препрега уплотняется нейлоновой или полипропиленовой виолончельной лентой. Детали обычно подвергаются периодическому отверждению путем вакуумной упаковки и подвешивания в печи. После отверждения виолончель и оправку удаляют, оставляя полую углеродную трубку. В результате этого процесса создаются прочные и надежные полые углеродные трубки.
Формирование мокрой укладки объединяет армирование волокнами и матрицу при их размещении на формовочном инструменте. [17] Слои армирующего волокна помещаются в открытую форму, а затем пропитываются влажной смолой , выливая ее на ткань и втирая ее в ткань. Затем форму оставляют, чтобы смола затвердела, обычно при комнатной температуре, хотя иногда для обеспечения надлежащего отверждения используется тепло. Иногда для сжатия влажного слоя используется вакуумный мешок. Для этого процесса чаще всего используются стеклянные волокна, которые широко известны как стекловолокно и используются для изготовления обычных изделий, таких как лыжи, каноэ, каяки и доски для серфинга. [20]
Непрерывные нити стекловолокна проталкиваются через ручной пистолет, который одновременно измельчает пряди и соединяет их с каталитической смолой, такой как полиэстер. Пропитанное рубленое стекло наносится на поверхность формы любой толщины и дизайна, который человек-оператор считает подходящим. Этот процесс хорош для больших производственных циклов при экономичных затратах, но позволяет получать геометрические формы с меньшей прочностью, чем другие процессы формования, и имеет плохой допуск по размерам. [20]
Машины протягивают пучки волокон через влажную ванну со смолой и наматывают на вращающуюся стальную оправку в определенных направлениях. Детали отверждаются либо при комнатной температуре, либо при повышенных температурах. Оправка извлекается, оставляя окончательную геометрическую форму, но в некоторых случаях ее можно оставить. [20]
Пучки волокон и разрезные ткани протягиваются через влажную ванну со смолой и придают им грубую форму детали. Насыщенный материал выдавливается из нагретой закрытой матрицы и отверждается при непрерывном протягивании через матрицу. Некоторые из конечных продуктов пултрузии представляют собой структурные формы, например, двутавровую балку, угол, швеллер и плоский лист. Эти материалы можно использовать для создания всевозможных конструкций из стекловолокна, таких как лестницы, платформы, поручни, резервуары, трубы и опоры насосов. [20]
Также называется настоем смолы . Ткани помещаются в форму, в которую затем впрыскивается влажная смола. Смола обычно находится под давлением и нагнетается в полость, находящуюся под вакуумом при трансферном формовании смолы . Смола полностью втягивается в полость под вакуумом при вакуумном трансферном формовании смолы. Этот процесс формования обеспечивает точные допуски и детальную форму, но иногда не может полностью пропитать ткань, что приводит к появлению слабых мест в окончательной форме. [20]
FRP позволяет выравнивать стекловолокна термопластов в соответствии с конкретными проектными программами. Задание ориентации армирующих волокон позволяет повысить прочность и устойчивость полимера к деформации. Армированные стекловолокном полимеры наиболее прочны и наиболее устойчивы к деформирующим силам, когда волокна полимера параллельны приложенной силе, и наиболее слабы, когда волокна перпендикулярны. Таким образом, эта возможность является одновременно и преимуществом, и ограничением в зависимости от контекста использования. Слабые места перпендикулярных волокон можно использовать для создания естественных шарниров и соединений, но они также могут привести к разрушению материала, если в производственных процессах волокна не могут правильно ориентироваться параллельно ожидаемым силам. Когда силы действуют перпендикулярно ориентации волокон, прочность и эластичность полимера меньше, чем у одной матрицы. В компонентах из литой смолы, изготовленных из армированных стекловолокном полимеров, таких как UP и EP, ориентация волокон может быть ориентирована в двухмерном и трехмерном переплетении. Это означает, что когда силы, возможно, перпендикулярны одной ориентации, они параллельны другой ориентации; это исключает возможность появления слабых мест в полимере.
Структурный отказ может произойти в материалах FRP, когда:
Термореактивный полимерный матричный материал или термопластичный полимерный матричный материал инженерного класса должен отвечать определенным требованиям, чтобы в первую очередь быть пригодным для стеклопластиков и обеспечивать успешное самоукрепление. Матрица должна быть способна должным образом пропитываться и, предпочтительно, химически связываться с армирующим волокном для обеспечения максимальной адгезии в течение подходящего периода отверждения. Матрица также должна полностью обволакивать волокна, чтобы защитить их от порезов и надрезов, которые могут снизить их прочность, а также для передачи усилий волокнам. Волокна также должны храниться отдельно друг от друга, чтобы в случае возникновения разрушения оно было максимально локализовано, а в случае возникновения разрушения матрица также должна отсоединиться от волокна по тем же причинам. Наконец, матрица должна быть изготовлена из пластика, который остается химически и физически стабильным во время и после процессов армирования и формования. Чтобы быть пригодными в качестве армирующего материала, волокнистые добавки должны увеличивать прочность на разрыв и модуль упругости матрицы и соответствовать следующим условиям: содержание волокон должно превышать критическое содержание волокон; прочность и жесткость самих волокон должна превышать прочность и жесткость самой матрицы; и должно быть оптимальное соединение между волокнами и матрицей
В «армированных стекловолокном пластиках» или FRP (обычно называемых просто стекловолокном ) используются стеклянные волокна текстильного качества . Эти текстильные волокна отличаются от других форм стекловолокон, используемых для удержания воздуха в изоляционных целях (см. Стекловата ). Текстильные стекловолокна представляют собой различные комбинации SiO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , CaO или MgO в форме порошка. Эти смеси затем нагреваются путем прямого плавления до температуры около 1300 градусов Цельсия, после чего с помощью матриц экструдируются нити стекловолокна диаметром от 9 до 17 мкм. Эти нити затем наматываются на более крупные нити и накручиваются на бобины для транспортировки и дальнейшей обработки. Стекловолокно на сегодняшний день является самым популярным средством армирования пластика и поэтому используется в различных производственных процессах, некоторые из которых применимы также к арамидным и углеродным волокнам благодаря их общим волокнистым свойствам.
Ровинг – это процесс, при котором нити скручиваются в нити большего диаметра. Эти нити затем обычно используются для изготовления армирующих стеклотканей и матов, а также для распыления.
Волокнистые ткани ( стеклоткань и т. д.) представляют собой армирующий материал полотна, имеющий как основу, так и уток. Волокнистые маты представляют собой нетканые маты из стекловолокна в форме полотна. Маты производятся в нарезанных размерах с рублеными волокнами или в виде непрерывных матов с использованием непрерывных волокон. Рубленое стекловолокно используется в процессах, где длина стеклянных нитей нарезается от 3 до 26 мм, а затем нити используются в производстве пластмасс, чаще всего предназначенных для процессов формования. Короткие пряди стекловолокна представляют собой короткие пряди стекловолокна толщиной 0,2–0,3 мм, которые используются для армирования термопластов, чаще всего для литья под давлением.
Углеродные волокна создаются при карбонизации полиакрилонитрильных волокон (ПАН), смоляных смол или вискозы (путем окисления и термического пиролиза) при высоких температурах. Посредством дальнейших процессов графитизации или растяжения можно соответственно повысить прочность и эластичность волокон. Углеродные волокна производятся в диаметрах, аналогичных стеклянным волокнам, диаметром от 4 до 17 мкм. Эти волокна скручиваются в более крупные нити для транспортировки и дальнейших производственных процессов. [17] Дальнейшие производственные процессы включают плетение или плетение углеродных тканей, тканей и матов, аналогичных тем, которые описаны для стекла, которые затем можно использовать в реальных армирующих материалах. [18]
Арамидные волокна чаще всего известны как Кевлар, Номекс и Технора. Арамиды обычно получают реакцией между аминогруппой и галогенидом карбоновой кислоты (арамидом). [18] Обычно это происходит, когда ароматический полиамид прядут из жидкой концентрации серной кислоты в кристаллизованное волокно. [17] Волокна затем скручивают в более крупные нити, чтобы сплести большие веревки или тканые ткани (арамид). [18] Арамидные волокна производятся различных марок в зависимости от прочности и жесткости, поэтому материал можно адаптировать для удовлетворения конкретных конструктивных требований, например, для резки жесткого материала во время производства. [17]
Армированные волокнами пластики лучше всего подходят для любой программы проектирования, требующей снижения веса, точного машиностроения, определенных допусков и упрощения деталей как в производстве, так и в эксплуатации. Волокна придают материалу прочность и жесткость, а полимерная матрица удерживает волокна. вместе и передает нагрузки между ними. Композиты FRP имеют широкий спектр применения в различных отраслях промышленности благодаря уникальному сочетанию свойств, включая высокое соотношение прочности к весу, коррозионную стойкость и гибкость конструкции. Изделие из формованного полимера дешевле, быстрее и проще производить, чем изделие из литого алюминия или стали, и сохраняет аналогичные, а иногда и лучшие допуски и прочность материала.
Руль направления Airbus A310
Впускные коллекторы двигателя изготовлены из армированного стекловолокном PA 66.
Автомобильные педали газа и сцепления из армированного стекловолокном PA 66 (DWP 12–13).
Алюминиевые окна, двери и фасады теплоизолируются с помощью теплоизоляционного пластика из полиамида, армированного стекловолокном. В 1977 году Ensinger GmbH выпустила первый изоляционный профиль для оконных систем.
FRP может применяться для усиления балок , колонн [ 22] и плит зданий и мостов. Повысить прочность элементов конструкции можно даже после того, как они были серьезно повреждены в результате условий нагрузки . В случае повреждения железобетонных элементов сначала потребуется их ремонт путем удаления мусора и заполнения полостей и трещин раствором или эпоксидной смолой . После ремонта элемента усиление может быть достигнуто путем влажной ручной укладки листов волокна, пропитанных эпоксидной смолой, которые наносятся на очищенные и подготовленные поверхности элемента.
Для усиления балок обычно применяются два метода, в зависимости от желаемого повышения прочности: усиление на изгиб или усиление на сдвиг . Во многих случаях может оказаться необходимым обеспечить оба повышения прочности. Для усиления изгиба балки листы или пластины FRP прикрепляются к растянутой поверхности элемента (нижняя поверхность для свободно опирающегося элемента с приложенной верхней нагрузкой или гравитационной нагрузкой). Основные растягиваемые волокна ориентированы параллельно продольной оси балки, подобно ее внутренней изгибной стальной арматуре. Это увеличивает прочность балки и ее жесткость ( нагрузка , необходимая для прогиба узла), но снижает прогибающую способность и пластичность.
Для усиления поперечного усиления балки стеклопластик наносится на стенку (стороны) элемента с волокнами, ориентированными поперек продольной оси балки. Сопротивление сдвиговым усилиям достигается так же, как и внутренние стальные хомуты , путем перекрытия трещин сдвига, которые образуются под приложенной нагрузкой. FRP может применяться в нескольких конфигурациях, в зависимости от открытых поверхностей элемента и желаемой степени усиления, включая: боковое склеивание, U-образную обертку (U-образную оболочку) и закрытую обертку (полную обертку). Боковое склеивание предполагает нанесение стеклопластика только на боковые стороны балки. Он обеспечивает наименьшее усиление сдвига из-за повреждений, вызванных отслоением бетонной поверхности на свободных краях стеклопластика. Для U-образных оберток стеклопластик наносится непрерывно в форме буквы «U» вокруг боковых и нижней (натянутой) поверхности балки. Если все стороны балки доступны, желательно использовать закрытые накладки, поскольку они обеспечивают наибольшее повышение прочности. Закрытая упаковка предполагает нанесение FRP по всему периметру элемента таким образом, чтобы не было свободных концов и типичным видом отказа является разрыв волокон. Для всех конфигураций обмотки стеклопластик может наноситься по длине элемента в виде непрерывного листа или отдельных полос с заранее определенной минимальной шириной и расстоянием.
Плиты можно укрепить, наложив на их нижнюю (натянутую) поверхность полосы FRP. Это приведет к улучшению характеристик при изгибе, поскольку сопротивление плит на растяжение дополняется прочностью стеклопластика на растяжение. В случае балок и плит эффективность усиления стеклопластика зависит от характеристик смолы, выбранной для склеивания. Это особенно актуально при усилении на сдвиг с использованием бокового склеивания или U-образной обмотки. Колонны обычно оборачиваются стеклопластиком по периметру, как при закрытой, так и при полной упаковке. Это не только приводит к более высокому сопротивлению сдвигу, но и, что более важно для конструкции колонны , приводит к увеличению прочности на сжатие при осевой нагрузке. Обертка из стеклопластика ограничивает боковое расширение колонны, что может повысить герметичность аналогично тому, как спиральное армирование используется для сердцевины колонны. [23] [24]
В июне 2013 года лифтовая компания KONE анонсировала использование Ultrarope в качестве замены стальных тросов в лифтах. Он герметизирует углеродные волокна полимером с высоким коэффициентом трения . В отличие от стального троса, Ultrarope был разработан для зданий, требующих подъема до 1000 м (3300 футов). Максимальная высота стальных лифтов составляет 500 м (1600 футов). По оценкам компании, в здании высотой 500 м (1600 футов) лифт будет потреблять на 15% меньше электроэнергии, чем версия со стальным тросом. По состоянию на июнь 2013 года продукт прошел все сертификационные испытания Европейского Союза и США. [25]
FRP используется в конструкциях, требующих определенного показателя прочности или модуля упругости, для которых неармированные пластики и другие материалы не подходят ни с механической, ни с экономической точки зрения. Основным соображением при проектировании использования FRP является обеспечение экономичного использования материала и использования его специфических структурных характеристик, но это не всегда так. Ориентация волокон создает слабость материала перпендикулярно волокнам. Таким образом, использование армирующих волокон и их ориентация влияют на прочность, жесткость, эластичность и, следовательно, на функциональность самого конечного продукта. Однонаправленная, двухмерная или трехмерная ориентация волокон во время производства влияет на прочность, гибкость и эластичность конечного продукта. Волокна, ориентированные в направлении приложенных сил, демонстрируют большую устойчивость к деформации под действием этих сил, поэтому области изделия, которые должны выдерживать силы, будут армированы волокнами, ориентированными параллельно силам, а области, требующие гибкости, такие как естественные петли, будут усилены. волокна ориентированы перпендикулярно силам.
Ориентация волокон в большем количестве измерений позволяет избежать сценария «или-или» и создает объекты, которые стремятся избежать каких-либо конкретных недостатков из-за однонаправленной ориентации волокон. Свойства прочности, гибкости и эластичности также могут быть увеличены или уменьшены за счет геометрической формы и дизайна конечного продукта. Например, обеспечение необходимой толщины стенок и создание многофункциональных геометрических форм, которые можно отлить как единое целое, повышает материальную и структурную целостность продукта за счет снижения требований к стыкам, соединениям и крепежу. [17]
Как разновидность пластика, огнестойкие пластики подвержены ряду проблем и проблем, связанных с утилизацией и переработкой пластиковых отходов . Пластмассы представляют собой особую проблему при переработке, поскольку они производятся из полимеров и мономеров, которые часто невозможно отделить и вернуть в исходное состояние. По этой причине не весь пластик можно переработать для повторного использования: по некоторым оценкам, только 20–30% пластика вообще можно переработать. Армированные волокном пластмассы и их матрицы разделяют те же проблемы утилизации и защиты окружающей среды. Исследование методов безопасной утилизации привело к двум основным вариантам, связанным с применением сильного тепла: в одном связующие вещества сгорают - в процессе возвращается часть упущенной стоимости материала в виде тепла - и негорючие элементы улавливаются фильтрацией; в другом негорючий материал сжигается в цементной печи, при этом волокна становятся неотъемлемой частью полученного литого материала. [26] Помимо проблем, связанных с безопасной утилизацией, тот факт, что сами волокна трудно удалить из матрицы и сохранить для повторного использования, означает, что FRP усугубляет эти проблемы. Стеклопластики по своей природе трудно разделить на основные материалы, то есть на волокна и матрицу, а матрицу трудно разделить на пригодные для использования пластмассы, полимеры и мономеры. Все это сегодня является заботой об экологически обоснованном дизайне. Пластмассы часто обеспечивают экономию энергии и экономию по сравнению с другими материалами. Кроме того, с появлением новых, более экологически чистых матриц, таких как биопластики и пластмассы, разлагаемые ультрафиолетом , стеклопластик станет экологически чувствительным. [18]
