Термопластик FRP – это армированный волокнами пластик, то есть композитный материал, созданный из полимерной матрицы, армированной стекловолокном. Аббревиатура FRP собрана из английских слов Fibre-reinforced plastic или Fibre-reinforced polymer, но в Америке этот материал чаще называют «fiber» («фибра»). В производстве ножей его в основном используют для рукоятей.
История выхода термопластика FRP на ножевой рынок
Прародителем термопластика считается Лео Хендрик Бакеланд – изобретатель термореактопласта, названного по его имени «бакелит». Материал имеет низкую теплопроводность, но высокую износоустойчивость, так как выдерживает давление, толчки, трение и даже удары определённой силы. Кроме того, он – хороший изолятор. Именно успех бакелита подвиг многих промышленников на поиск более совершенных аналогов.
Непосредственно история пластика, армированного волокном, начинается в 1930-х гг. Большую роль тут сыграли исследования усиленных фенолформальдегидных смол, проведённых Норманом де Брюйне. Но технологическому прорыву помог случай: Геймс Слайтер в 1932 году направил струю сжатого воздуха на поток расплавленного стекла и увидел, как в результате образовались волокна. Впрочем, это ещё была стекловата, а вовсе не термопластик, но основной принцип был заложен именно тогда. Поначалу ничто не пророчило широкое распространение пластику, полученному по этой технологии, так как он выходил слишком хрупким. Но перспективу увидели авиаторы, что побудило авиастроительные компании расщедриться на внушительные вложения. Первенство здесь оспаривают взлетевший 12 мая 1937 года Fairchild F-46 и построенный в Калифорнии Bennett.
Толчок в исследованиях задало стремление в космос и создание многоместных надёжных авиалайнеров. Расцвет производства пластика, армированного волокном, начался в 1960-х и 1970-х гг., однако производство долгое время оставалось высокозатратным. Только к концу 1980-х гг. удалось значительно снизить себестоимость термопластика FRP, и ниша его применения сразу значительно расширилась. За пределами рынка оборонных заказов им заинтересовались производители спортивных товаров, а затем термопластик FRP начали применять и в строительстве. Стоимость его производства продолжает падать, поэтому он проникает практически повсеместно. И неудивительно, что в один момент ножевые дизайнеры задумались, а не подойдёт ли лёгкий и износостойкий термопластик FRP для рукояти в целом или её основы.
Что такое термопластик FRP
Если объяснять просто, то FRP состоит из несущих элементов (волокон) и связующей среды (матрицы), в качестве которой выступает отвержденная эпоксидная смола или аналогичные материалы. Задача матрицы обеспечить сцепление волокон, защитить их от воздействия внешней среды и распределить нагрузку. Она придаёт структурную целостность, не позволяя несущим элементам сдвигаться. Полимерную матрицу получают путем ступенчатого роста или аддитивной полимеризации. Для ножей берут термопластик FRP, где повышенная прочность волокон сочетается с эластичностью матрицы.
Достоинства и недостатки термопластика FRP
Характеристики FRP зависят от механических свойств матрицы и волокна, объемов обоих компонентов, а также длины и ориентации волокон в матрице. Преимущества материала складываются во внушительный список, поэтому выделим лишь главные и понятные абсолютно всем плюсы термопластика FRP:
- при равной массе со сталью этот материал окажется вшестеро прочнее;
- если сделать предмет из стали и такие же из различных типов FRP, то последние будут в 4-5 раз легче;
- материал не ржавеет: если клинок рассыплется от ржавчины, рукоять из FRP останется в изначальном виде (конечно, это слабое утешение, но показывает достоинство FRP);
- низкая теплопроводность: на морозе рукоять не вытянет тепло из руки, а при жаре не обожжёт пальцы;
- низкая электропроводность: поражение током при рукояти из FRP не грозит;
- достойная морозоустойчивость: при отрицательной температуре свойства материала не меняются;
- отличная износостойкость: предмет из FRP прослужит очень долго;
- высокая сопротивляемость агрессивной среде: FRP не гниёт и не плесневеет.
Среди недостатков отмечают низкий модуль упругости (способность сопротивляться упругой деформации при приложении к нему силы). Относительно дерева FRP продемонстрирует вдвое лучшие показатели, однако они всё равно вдесятеро меньше, чем у стали. Степень деформации зависит от типа FRP и обычно определяется на испытаниях и тестировании.
Примеры ножей с рукоятями из термопластика FRP
Казалось бы, при слове «Opinel» сознание автоматически должно дорисовать ножу традиционную деревянную рукоять. Но в случае функциональных ножей DIY это не так: рукоять сделана из термопластика FRP, так как ножу предназначено куда больше, чем просто что-то резать. Аббревиатура DIY раскрывается в «Do It Yourself» («Сделай это сам»), и эта модель позволяет что-то закрепить, ввинтить или подвернуть, ведь набор укомплектован двумя насадками, превращающими нож в отвёртку. Но не только, потому что на клинке есть две выемки, позволяющие отрезать и зачистить провода, и предмет сразу оказывается в разряде «нож монтёра». Вот тут-то диэлектрические свойства термопластика FRP оказываются как нельзя кстати. В остальном это привычный Opinel с замком Virobloc, поэтому компания занесла его в коллекцию Tradition.
Серия Savior, вышедшая под торговой маркой Böker Plus, призвана снабдить команды спасателей качественным инструментом. Разъясняя пользователям суть материалов рукояти, Böker акцентирует мысль на том, что используемые компоненты должны совпадать по свойствам и возможностям обработки, чтобы они качественно подходили друг другу. Здесь как раз такой случай, ведь кроме чёрного термопластика FRP для рукояти взяли красную резину TPR, так как она обеспечивает наилучшее сцепление с рукой, и нож не выскользнет даже из влажных пальцев. Материалы накладок смотрятся единым целым, не конфликтуя друг с другом. Оба компонента прекрасно ведут себя и при повышенной влаге, и при морозах, а также имеют высокую износоустойчивость.
В 2020 году эта модель Spyderco получила награду от журнала Blade за самый инновационный дизайн. «Lightweight» в названии стоит не просто так, ведь вес ножа удалось снизить до трёх унций. И в этом немалая заслуга полимера, армированного синтетическим волокном, который выбран для рукояти. Однако в качестве примера мы взяли этот нож не только за малый вес, но и за формованный рисунок Bi-Directional Texture™ на поверхности рукояти. Кроме эстетической функции этот рельеф помогает надёжно удерживать нож даже в сложных обстоятельствах. Элементом рельефа рукояти стал даже логотип Spyderco, который в качестве клейма мы увидим и на клинке.
