热塑性玻璃钢的基本性能与热固性玻璃钢一样取决于玻璃纤维和树脂的性能、含量以及它们之间的界面粘结状况。但是,由于热塑性树脂的多样性以及它们的分子结构和物理性能的较大差异,因此,他们的增强效果有较大的差别,其中最显著并且广泛应用的首推聚酰胺(尼龙),此外聚苯乙烯、苯乙烯—丙烯腈共聚体(SAN), 聚碳酸酯,线型聚酯、聚乙烯、聚丙烯等的效果也比较好。
用玻璃纤维增强热塑性塑料,一般能达到提高机械强度,弹性模量,耐蠕变性和尺寸稳定性等效果,同时对提高塑料的热变形温度,降低线胀系数和改善电性能亦有明显的效果。影响热塑性玻璃钢基本性能的因素除塑料本身外,玻璃纤维的种类,含量,长度以及表面处理等都是重要的影响因素 。
玻璃钢(FRP)亦称作GFRP,即纤维强化塑料,一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料,称谓为玻璃纤维增强塑料,或称为玻璃钢,不同于钢化玻璃。由于所使用的树脂品种不同,因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之别。质轻而硬,不导电,性能稳定,机械强度高,回收利用少,耐腐蚀。可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等 。
基本上分两大类,即湿法接触型和干法加压成型。如按工艺特点来分,有手糊成型、层压成型、RTM法、挤拉法、模压成型、缠绕成型等。手糊成型又包括手糊法、袋压法、喷射法、湿糊低压法和无模手糊法。
目前世界上使用最多的成型方法有以下四种。
①手糊法:主要使用国家有挪威、日本、英国、丹麦等。
肯尼手糊制品:玻璃钢风机
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(树脂传递模塑):主要使用国家有欧美各国、日本。
还有:纤维缠绕成型法、拉挤成型法和热压灌成型法等等。
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,说明它仍有生命力。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。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 。
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玻璃钢基本性能 概述 玻璃钢是一种用途广泛的纤维复合材料, 是以玻璃纤维为增强材料, 以合成树脂为基体 复合而成的新型工程材料. 玻璃钢的基本性能十分复杂. 不同的玻璃纤维和不同的合成树脂所组成的玻璃钢的性能 是不相同的, 即使采用同一牌号的玻璃纤维和同一牌号的树脂, 只要其间的配比不同, 其性 能(包括力学、物理、化学方面的性能和静态、动态方面的性能 )就不会相同.充分了解玻璃 钢的基本性能,才能合理地进行玻璃钢结构设计,用其所长,避其所短. 玻璃钢的基本力学性能 (包括静态和动态的力学性能 )是进行玻璃钢结构设计的重要依 据.静态力学性能一般是指玻璃钢在某一初始阶段的力学性能, 其中最重要的是强度和弹性 性能,动态力学性能与时间有关,例如蠕变、 疲劳等是玻璃钢材料随着时间延续, 在持久载 荷或交变载荷作用下所反映出来的特性;冲击性能则是材料在极短的时间内承受载荷的特 性.一般玻璃钢工程
玻璃钢具有密度小,良好的介电绝缘性能和良好的隔热性能以及吸水性、热膨胀性能等。
一、密度 :
玻璃钢密度介于 1.5~ 2.0之间,只有普通碳钢的 1/4~ 1/5,比轻金属铝还要轻 1/3 左右,
而机械强度却很高,某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢,其拉伸、
弯曲和压缩强复均达到 400MPa 以上。按比强度计算,玻璃钢不仅大大超过普通碳钢,而
且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。
玻璃钢与几种金属的密度、 抗伸强
度和比强度比较见表 2-6 所示 .
材料名 密度
拉伸强度( MPa )
比强度
高级合金钢
8.0
1280
160
A3 钢
7.85
400
50
LY12 铝合金
2.8
420
160
铸铁
7.4
240
32
环氧玻璃钢
1.73
500
280
聚酯玻璃钢
1.8
290
160
热塑性树脂有:PE-聚乙烯、PP-聚丙烯、PVC-聚氯乙烯、PS-聚苯乙烯、PA-聚酰胺、POM-聚甲醛、PC-聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜、橡胶等。热塑性树脂的优点是加工成型简便,具有较高的机械能。缺点是耐热性和刚性较差。
松香变性热塑性树脂是由变性松香经甘油酯化后制成的不规则半圆粒状产品。
热塑性树脂系以石油化工产品为主要原料,产量大。占全世界合成树脂总产量的90%左右。常用的热塑性树脂有:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚等。热塑性树脂按聚集态结构可分为结晶形(如聚酰胺)和无定形(如聚甲基丙烯酸甲酯)两类。结晶形树脂由于晶粒折光,制品透明度差,熔点高,模塑收缩率大。无定形树脂中某些品种的板材透光率可与无机玻璃相媲美,加工收缩性也小。
可用热塑性塑料加工方法将其加工成各种橡胶制品,不需要补强和硫化。用于气调窗透气膜和人工心肺机等。