Polímer reforçat amb fibra de vidre (GFRP)és un material d'alt rendiment compost de fibres de vidre com a agent de reforç i una resina polimèrica com a matriu, mitjançant processos específics. La seva estructura central consisteix en fibres de vidre (com araVidre electrònic, vidre S o vidre AR d'alta resistència) amb diàmetres de 5∼25 μm i matrius termoestables com la resina epoxi, la resina de polièster o l'èster de vinil, amb una fracció volumètrica de fibra que normalment arriba al 30%∼70% [1-3]. El GFRP presenta propietats excel·lents, com ara una resistència específica superior a 500 MPa/(g/cm3) i un mòdul específic superior a 25 GPa/(g/cm3), alhora que també posseeix característiques com la resistència a la corrosió, la resistència a la fatiga, un baix coeficient d'expansió tèrmica [(7∼12)×10−6 °C−1] i transparència electromagnètica.
En el camp aeroespacial, l'aplicació del GFRP va començar a la dècada del 1950 i ara s'ha convertit en un material clau per reduir la massa estructural i millorar l'eficiència del combustible. Prenent el Boeing 787 com a exemple, el GFRP representa el 15% de les seves estructures portants no primàries, utilitzades en components com carenats i aletes, aconseguint una reducció de pes del 20%∼30% en comparació amb els aliatges d'alumini tradicionals. Després que les bigues del terra de la cabina de l'Airbus A320 fossin substituïdes per GFRP, la massa d'un sol component va disminuir en un 40% i el seu rendiment en ambients humits va millorar significativament. En el sector dels helicòpters, els panells interiors de la cabina del Sikorsky S-92 utilitzen una estructura sandvitx de bresca de GFRP, aconseguint un equilibri entre resistència a l'impacte i retardant de flama (d'acord amb la norma FAR 25.853). En comparació amb el polímer reforçat amb fibra de carboni (CFRP), el cost de la matèria primera del GFRP es redueix en un 50%∼70%, proporcionant un avantatge econòmic significatiu en components portants no primaris. Actualment, GFRP està formant un sistema d'aplicació de gradient de material amb fibra de carboni, promovent el desenvolupament iteratiu d'equips aeroespacials cap a l'alleugeriment, la llarga vida útil i el baix cost.
Des del punt de vista de les propietats físiques,GFRPtambé posseeix avantatges destacats pel que fa a l'alleugeriment, les propietats tèrmiques, la resistència a la corrosió i la funcionalització. Pel que fa a l'alleugeriment, la densitat de la fibra de vidre oscil·la entre 1,8 i 2,1 g/cm3, que és només 1/4 de la de l'acer i 2/3 de la de l'aliatge d'alumini. En experiments d'envelliment a alta temperatura, la taxa de retenció de la resistència va superar el 85% després de 1.000 hores a 180 °C. A més, el GFRP immers en una solució de NaCl al 3,5% durant un any va mostrar una pèrdua de resistència inferior al 5%, mentre que l'acer Q235 va tenir una pèrdua de pes a la corrosió del 12%. La seva resistència a l'àcid és prominent, amb una taxa de canvi de massa inferior al 0,3% i una taxa d'expansió volumètrica inferior al 0,15% després de 30 dies en una solució de HCl al 10%. Les mostres de GFRP tractades amb silà van mantenir una taxa de retenció de la resistència a la flexió superior al 90% després de 3.000 hores.
En resum, a causa de la seva combinació única de propietats, el GFRP s'aplica àmpliament com a material aeroespacial d'alt rendiment en el disseny i la fabricació d'aeronaus, i té una importància estratègica significativa en la indústria aeroespacial moderna i el desenvolupament tecnològic.
Data de publicació: 15 d'octubre de 2025
