玻璃是硬而脆的材料,一摔就碎;如果在玻璃中加入塑料,将他们复合在一起,它就可以和钢铁比肩!
一、玻璃钢简介
玻璃钢(GRP/FRP)亦称玻璃钢增强塑料,是一种以高分子环氧树脂为基体,玻璃纤维或碳纤维等为增强体,经过复合工艺而制廊拍勺复合材料。
玻璃具有硬而易碎,具有很好的透明性以及耐高温、耐腐蚀等性能;钢铁很硬并且不易碎,也具有耐高温的特点。于是人们开始想,如果能制造一种既具有玻璃的硬度、耐高温、抗腐蚀的性质,又具有钢铁一样坚硬不碎的特点,那这种材料一定会大有用途。

三、玻璃钢生产方法

①手糊法:主要使用国家有挪威、日本、英国、丹麦等。
②喷射法:主要使用国家有瑞典、美国、挪威等。
③模压法:主要使用国家有德国等。
④RTM法:主要使用国家有欧美各国、日本。
我国有90%以上的FRP产品是手糊法生产的,其他有模压法、缠绕法、层压法等。日本的手糊法仍占50%。从世界各国来看,手糊法仍占相当比重。
手糊法的特点是用湿态树脂成型,设备简单,费用少,一次能糊10m以上的整体产品。缺点是机械化程度低,生产周期长,质量不稳定。今年来,我国从国外引进了挤拉、喷涂、缠绕等工艺设备,随着FRP工业的发展,新的工艺方法将会不断出现。
四、玻璃钢优点分析
①轻质高强
对密度在1 .5一2.0之间,只有碳钢的1/4一1/5,可是拉伸强度却接近,甚至超过碳素钢,而比强度可以与高级合金钢相比。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400pa以上。
②耐腐蚀性能好
FRP是良好的耐腐材料,对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面,正在职代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
③电性能好
是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。
④热性能良好
FRP热导率低,室温下为1.25~1.67kj(m·h·k),只有金属的1/100一1/1000,是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧灼材料能保护宇宙飞行器在20000C以上承受高速气流的冲刷。
⑤可设计性好
可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性;
可以充分选择材料来满足产品的性能;如:可以设计出耐腐的,耐瞬时高温的产品某方向上有特别高强度的、介电性好的,等等。
⑥工艺性优良
可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺;
工艺简单,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性。
五、玻璃钢缺点分析
①弹性模量小
弹性模量比木材大两倍,但比钢小,因此产品钢性不足,容易变形。但可以做成薄壳结构或夹层结构,也可以过高模量纤维或做加强筋等形式来弥补。
②长期耐温性差
FRP一般不能在高温下长期使用,通用型聚醋FRP在50℃以上时强度就会明显下降,一般只在100℃以下使用;通用型环氧FRP在64℃以上时强度有明显下降。但可以选择耐高温树脂,使其长期工作温度保持在200℃~300℃之间。
③层间剪切强度低
层间剪切强度是靠树脂来承担的,所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联齐剂等方法来增强层间私结力,在产品设计时应尽量避免层间受损。
④老化现象
老化现象是塑料的共同缺陷,FRP也不例外,在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能减弱。
六、玻璃钢应用
建筑行业
冷却塔、玻璃钢门窗、建}}t构、围护结构、室内设备及装饰件、玻璃钢平板、波形瓦、装饰板、卫生洁具及整体卫生间、桑拿浴室、冲浪浴室,建筑施工模板、储仓建筑,以及太阳能利用装置等等。
化学化工行业
耐腐蚀管道、贮罐贮槽、耐腐蚀输送泵及其附件、耐腐阀门、格栅、宜鱼风设施,以及污水和废水的处理设备及其附件等等。
汽车及铁路交通运输行业
汽车壳体及其他部件,全塑微型汽车,大型客车的车体外壳、车门、内板、主柱、地板、底梁、保险杠、仪表屏,小型客货车等;铁路运输,有火车窗框、车内顶弯板、车顶水箱、厕所地板、行李车车门、车顶通风器、冷藏车门、储水箱等在公路建设方面,有交通路标、路牌、隔离船艇及水上运输行业:各类船艇以及玻璃钢航标浮鼓及系船浮筒等等。
电气工业及通讯工程
有灭弧设备、电缆保护管,发电机定子线圈和支撑环及锥壳,绝缘管、绝缘杆,电动机护环,高压绝缘子,标准电容器外壳,点击冷却用套管,发电机挡风板等强电设备;配电箱及配电盘,绝缘轴,玻璃钢罩等电器设备;应刷线路板、天线、雷达罩等电子工程应用。
七、玻璃钢产业链
