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    玻璃钢的含义、理化性质及应用
    添加时间:2019-01-17 09:58:04

    纤维增强塑料(FRP),俗称纤维增强塑料,一般指使用玻璃纤维增强的不饱和聚酯、环氧树脂和酚醛树脂基体。

    以玻璃纤维或其制品为增强材料的增强塑料称为玻璃纤维增强塑料或玻璃纤维增强塑料。由于使用的树脂种类不同,它被称为聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢和酚醛玻璃钢。

    理化性能:玻璃坚硬易碎,具有良好的透明度、耐高温、耐腐蚀等性能;同时,钢非常坚硬而不易碎,但也具有耐高温的特点。所以人们开始认为,如果我们能制造出一种硬度高、耐高温、耐腐蚀的玻璃,同时又具有钢硬而牢不可破的特点,那么这种材料将有很大的用途。

    经过研究和试验,人们终于生产出了这种复合材料。它是玻璃纤维增强塑料,可以与钢铁并肩站立。

    让我们先看一个实验,看看它的性能是否良好。

    在山峦环绕的树荫山谷中,一项试验正在进行中。在200米外的地堡后面,人们盯着山谷中间的一个氧气瓶。空气压缩机有节奏地旋转,通过合金钢管不断地向氧气瓶充气。压力表上的指针触及每个人的心脏。读数从100—200—400—500逐渐增加到700公斤1平方厘米,只听到一声巨响,氧气瓶爆炸了!我们周围的人欢呼雀跃:“成功!&

    氧气瓶是一个高压容器。其工作压力为150kg/cm2、为了安全使用,需要承受三倍的工作压力,即每平方厘米450公斤。只有它不爆裂,它才能合格。以上测试的氧气瓶远远超过设计要求。它是用什么钢做的?更具体地说,它是玻璃钢和塑料制成的。

    玻璃是一种又硬又脆的材料。当它掉下来的时候它就断了。这个玻璃纤维增强塑料有玻璃的名字能不能撑下去?因此进行了一项新的实验。

    将另一个玻璃钢氧气瓶充气至150千克/平方厘米,然后从山顶滚下山谷。它与岩石相撞,滚到谷底,没有爆裂。玻璃钢氧气瓶通过质量鉴定检验。

    普通玻璃的拉伸强度仅为普通钢的八分之1、将玻璃熔化,拉成细如头发直径十分之一的玻璃纤维,使原来坚硬易碎的玻璃纤维变软,使玻璃纤维的拉伸强度提高10倍以上。

    众所周知,水泥块承受压力,钢材承受张力。钢作为肌腱,水泥和沙子作为肌肉,使它们凝聚成一个,从彼此的强项和弱点中学习,变得非常强大,这就是钢筋混凝土。

    同样地,如果我们使用玻璃纤维作为肌腱和骨骼,而合成材料(酚醛塑料、环氧树脂和聚酯树脂)作为肌肉,使它们可以凝结成一种,材料的拉伸强度可以与钢的拉伸强度相当,因此玻璃纤维增强塑料的名称。

    玻璃纤维增强塑料(FRP)是近50年来迅速发展起来的一种复合材料。70%的玻璃纤维生产用于制造玻璃纤维增强塑料。玻璃钢具有很高的古老硬度,比钢轻得多。它可以作为喷气式飞机的油箱和管路,减轻飞机的重量。宇航员在月球上还携带由玻璃纤维增强塑料制成的微型氧气瓶。玻璃钢容易加工,不锈不烂,不需要油漆。玻璃钢(FRP)在我国已广泛应用于制造各种小型机动船、救生艇、游艇和汽车制造业,节约了大量钢材。艺术圈还采用玻璃钢做雕塑,薄膜圈做道具,方便快捷,节约成本。它可以模仿多种物质效果。它受到人们的欢迎。化工厂对各种防腐设备也采用酚醛树脂玻璃钢代替不锈钢,大大延长了设备的寿命。玻璃纤维增强塑料(FRP)元件具有磁性,不会阻碍电磁波的传播。把它作为导弹的雷达罩,就像给导弹戴上一副防护眼镜,不仅不遮挡雷达的视线,而且起到保护作用。目前,许多导弹和地面雷达站的天线罩都是由玻璃钢制成的。21世纪,根据玻璃钢的良好渗透性,这方面的性能,随着移动电话通信的普及,玻璃钢被广泛应用于制造2G和3G天线护套。玻璃钢具有良好的成型性和美观性,在住宅小区的美化中发挥了很好的作用。该领域的产品包括方形圆柱形金属线护套、模拟化石和用于野外应用的美化树木。玻璃钢在改善运动用水方面做出了巨大的贡献。自撑杆跳运动以来,运动员用木杆创造的最高纪录是3。05米。后来用竹竿。到1942年,这一记录已升至4。77米。竹竿的优点是轻便灵活。缺点是底部厚,顶部薄。提高记录很困难。所以人们用铝合金杆代替竹竿。虽然它轻便而坚固,但不够灵活。因此,从1942年到1957年,撑杆跳的最高纪录在15年内只增加了一厘米。但自从新型玻璃钢支柱问世以来,由于其轻质、弹性和快速上升,钢管拱的记录已经超过了6米。如今,玻璃钢也被广泛应用于人们的生活中。人们亲切地称之为“玻璃钢”。由于某些特殊品种的玻璃钢还保留了玻璃的许多优点,如透明性,人们将其用作窗玻璃,既能遮挡太阳紫外线,又能使房间明亮。它还用于制造各种耐用的日用品。如洗浴用具、厨房用具、洗涤用具等。

    玻璃钢的意义

    玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、胶带、毛毡、纱线等)为增强材料,以合成树脂为基体材料的复合材料。复合材料的概念是一种材料不能满足使用要求,需要将两种或两种以上的材料组合在一起形成另一种能满足人们要求的材料,即复合材料。例如,虽然单根玻璃纤维的强度很高,但纤维是疏松的,只能承受拉力,不能承受弯曲、剪切和压缩应力,而且不容易形成固定的几何形状,是柔软的。如果用合成树脂粘合在一起,可以制成各种形状固定的刚性产品,既能承受拉应力,又能承受弯曲、压缩和剪切应力。这构成了玻璃纤维增强塑料基复合材料。由于其强度相当于钢和玻璃构件,它还具有颜色、形状、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能。像玻璃一样,这个通俗易懂的名字,ldquo;frp&rdquo,1958年由原建材工业部长赖继发同志提出,并从建材体系扩展到全国。它仍然被广泛使用。因此,玻璃钢的含义是指以玻璃纤维为增强材料,合成树脂为粘合剂的增强塑料,国外称之为玻璃钢。随着我国玻璃钢工业的发展,玻璃钢作为塑料基材的增强材料,已从玻璃钢发展为碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维。毫无疑问,由这些新纤维制成的增强塑料是一些高性能的纤维增强复合材料,不能用普通的玻璃钢来概括。考虑到历史的起源和发展,玻璃钢复合材料的应用较为广泛。

    玻璃钢材料的优点和缺点是什么

    首先,玻璃钢具有以下特点。

    (1)重量轻,强度高

    相对密度在1。5~2。0之间,仅为碳钢的1/4~1/5,但抗拉强度接近甚至高于碳钢,比强度可与高合金钢进行比较。因此,在航空、火箭、航天器、高压容器等需要减轻自重的产品上取得了显著的效果。部分环氧玻璃钢的拉伸、弯曲、抗压强度可达400兆帕以上。部分材料的密度、强度和比强度见表1-1、

    (2)耐腐蚀性好

    玻璃钢是一种优良的耐腐蚀材料。它对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及各种油和溶剂都有很好的抵抗力。它已应用于化学防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。

    (3)电气性能良好

    它是制造绝缘体的一种极好的绝缘材料。在高频下仍能保护良好的介电性能。微波传输性能好,在雷达天线罩中得到了广泛的应用。

    (4)热性能好

    玻璃钢导热系数低,室温下为1。25~1。67kJ/(m·;h·;k),金属含量仅为1/100~1/1000。它是一种很好的绝缘材料。它是一种理想的材料,用于瞬时超高温下的热保护和抗烧蚀。它能在2000(?)以上的温度下保护航天器不受高速气流的影响。

    (5)设计性好

    (1)各种结构产品可根据需要灵活设计,以满足使用要求,使产品具有良好的完整性。

    (2)材料可充分选用,以满足产品的性能,如:可设计耐腐蚀、耐瞬时高温、产品方向具有特殊的高强度、良好的介电性能等。

    (6)工艺精湛

    成形工艺可根据产品的形状、技术要求、用途和数量灵活选择。

    (2)工艺简单,一次成型,经济效果显著。特别是对于形状复杂、数量少、不易成型的产品,其技术优势更加突出。

    第二,一种玻璃钢不能满足所有要求。玻璃钢并不是万能的。玻璃钢也有以下缺点。

    (1)低弹性模量

    玻璃钢的弹性模量比木材大一倍,比钢材小十倍(e=2。1倍;106倍),产品结构中经常感到刚度不足,易变形。

    可制成薄壳结构、夹层结构、高模量纤维或加强筋。

    (2)长期耐温性差

    一般来说,玻璃钢在高温下不能长期使用。一般聚酯纤维增强塑料的强度在50℃以上明显降低,一般在100℃以下,一般环氧纤维增强塑料的强度在60℃以上明显降低,但可选用耐高温树脂,使其在200~300℃下可长期工作。

    (3)老化

    老化是塑料的常见缺陷,玻璃钢也不例外。在紫外线辐射、风、沙、雨、雪、化学介质、机械应力等作用下,容易引起性能退化。

    (4)层间抗剪强度低

    层间剪切强度由树脂承担,因此非常低。通过选择工艺和使用偶联剂,可以提高涂层间的结合强度。最重要的是在产品设计中避免层间剪切。

    3、玻璃钢的生产方法是什么?

    答:基本上有两种:湿接触和干压成型。例如,根据工艺特点,有手糊成型、分层成型、RTM成型、挤压拉拔成型、压模成型、缠绕成型等。手糊成型包括手糊法、袋压法、喷雾法、湿膏低压法和无水手糊法。

    目前,世界上使用最多的有四种成型方法。

    (1)手糊法:主要使用的国家有挪威、日本、英国、丹麦等。

    (2)注射法:主要使用瑞典、美国和挪威。

    (3)成型方法:主要采用德国等国家。

    第四,FTM方法:主要使用的国家是欧洲、美国和日本。

    在中国,90%以上的玻璃钢产品是手工粘贴法生产的,而其他的则是成型法、缠绕法、层压法等(见第11章)。日本手糊仍占50%。从世界各国的角度来看,手工铺设仍占相当大的比例,说明其仍具有生命力。手糊法的特点是采用湿树脂成型,设备简单,成本低,一次糊10米以上的产品。缺点是机械化程度低,生产周期长,质量不稳定。近年来,我国从国外引进了挤出、喷涂、缠绕等工艺设备。随着玻璃钢工业的发展,新的工艺方法将不断出现。

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