berita

Polimer yang Diperkuat Serat Kaca (GFRP)adalah material berkinerja tinggi yang terbuat dari serat kaca sebagai bahan penguat dan resin polimer sebagai matriks, menggunakan proses khusus. Struktur intinya terdiri dari serat kaca (sepertiKaca elektronikGFRP (S-glass, atau AR-glass berkekuatan tinggi) dengan diameter 5∼25μm dan matriks termosetting seperti resin epoksi, resin poliester, atau vinil ester, dengan fraksi volume serat biasanya mencapai 30%∼70% [1-3]. GFRP menunjukkan sifat-sifat yang sangat baik seperti kekuatan spesifik melebihi 500 MPa/(g/cm3) dan modulus spesifik melebihi 25 GPa/(g/cm3), serta memiliki karakteristik seperti ketahanan korosi, ketahanan lelah, koefisien ekspansi termal yang rendah [(7∼12)×10−6 °C−1], dan transparansi elektromagnetik.

Di bidang kedirgantaraan, penerapan GFRP dimulai pada tahun 1950-an dan kini telah menjadi material kunci untuk mengurangi massa struktural dan meningkatkan efisiensi bahan bakar. Mengambil contoh Boeing 787, GFRP mencakup 15% dari struktur penahan beban non-utama, digunakan pada komponen seperti fairing dan winglet, sehingga menghasilkan pengurangan berat 20%∼30% dibandingkan dengan paduan aluminium tradisional. Setelah balok lantai kabin Airbus A320 diganti dengan GFRP, massa satu komponen berkurang hingga 40%, dan kinerjanya di lingkungan lembap meningkat secara signifikan. Di sektor helikopter, panel interior kabin Sikorsky S-92 menggunakan struktur sandwich sarang lebah GFRP, mencapai keseimbangan antara ketahanan benturan dan ketahanan api (sesuai dengan standar FAR 25.853). Dibandingkan dengan Polimer yang Diperkuat Serat Karbon (CFRP), biaya bahan baku GFRP berkurang 50%∼70%, memberikan keuntungan ekonomi yang signifikan pada komponen non-penahan beban utama. Saat ini, GFRP membentuk sistem aplikasi gradien material dengan serat karbon, mendorong pengembangan iteratif peralatan kedirgantaraan menuju pengurangan bobot, umur pakai yang panjang, dan biaya rendah.

Dari perspektif sifat fisik,GFRPSelain itu, GFRP juga memiliki keunggulan luar biasa dalam hal pengurangan bobot, sifat termal, ketahanan korosi, dan fungsionalisasi. Mengenai pengurangan bobot, kepadatan serat kaca berkisar antara 1,8∼2,1 g/cm³, yang hanya 1/4 dari baja dan 2/3 dari paduan aluminium. Dalam percobaan penuaan suhu tinggi, tingkat retensi kekuatan melebihi 85% setelah 1.000 jam pada suhu 180 °C. Lebih lanjut, GFRP yang direndam dalam larutan NaCl 3,5% selama satu tahun menunjukkan penurunan kekuatan kurang dari 5%, sedangkan baja Q235 mengalami penurunan berat akibat korosi sebesar 12%. Ketahanan asamnya menonjol, dengan laju perubahan massa kurang dari 0,3% dan laju ekspansi volume kurang dari 0,15% setelah 30 hari dalam larutan HCl 10%. Spesimen GFRP yang diberi perlakuan silan mempertahankan tingkat retensi kekuatan lentur melebihi 90% setelah 3.000 jam.

Singkatnya, karena kombinasi sifatnya yang unik, GFRP banyak diaplikasikan sebagai material inti kedirgantaraan berkinerja tinggi dalam desain dan pembuatan pesawat terbang, memegang peran strategis yang signifikan dalam industri kedirgantaraan modern dan pengembangan teknologi.