玻璃鋼的物化特性和力學(xué)特性---[求助]

天思

    我有個(gè)設(shè)備要用到玻璃鋼,，但是玻璃鋼是什么物化特性和力學(xué)特性不懂,？

thomas1960

相比傳統(tǒng)材料,，復(fù)合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以來發(fā)展很快,。盡管產(chǎn)量小(據(jù)法國(guó)Vetrotex公司統(tǒng)計(jì),，2003年全球復(fù)合材料達(dá)700萬噸)，但復(fù)合材料的水平已是衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)科技,、經(jīng)濟(jì)水平的標(biāo)志之一,。美、日,、西歐水平較高,。北美、歐洲的產(chǎn)量分別占全球產(chǎn)量的33%與32%,，以中國(guó)(含臺(tái)灣省),、日本為主的亞洲占30%。中國(guó)大陸2003年玻班纖維增強(qiáng)塑料(玻璃纖維與樹脂 復(fù)合的復(fù)合材料、俗稱“玻璃鋼”)逾90萬噸,，已居世界第二位(美國(guó)2003年為169萬噸,，日本不足70萬噸)。

         復(fù)合材料主要由增強(qiáng)材料與基體材料兩大部分組成：

         增強(qiáng)材料：在復(fù)合材料中不構(gòu)成連續(xù)相賦于復(fù)合材料的主要力學(xué)性能,，如玻璃鋼中的玻璃纖維,，CFRP(碳纖維增強(qiáng)塑料)中的碳纖維素就是增強(qiáng)材料。
基體：構(gòu)成復(fù)合材料連續(xù)相的單一材料如玻璃鋼(GRP)中的樹脂(本文談到的環(huán)氧樹脂)就是基體,。

        按基體材料不同，復(fù)合材料可分為三大類：

樹脂復(fù)合材料
金屬基復(fù)合材料
無機(jī)非金屬基復(fù)合材料,，如陶瓷基復(fù)合材料,。

         本文討論環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料。

          1,、為什么采用環(huán)氧樹脂做基體,？

固化收縮率代低，僅1%-3%,，而不飽和聚酯樹脂卻高達(dá)7%-8%,；
粘結(jié)力強(qiáng)；
有B階段,，有利于生產(chǎn)工藝,；
可低壓固化，揮發(fā)份甚低,；
固化后力學(xué)性能,、耐化學(xué)性佳，電絕緣性能良好,。
         值得指出的是環(huán)氧樹脂耐有機(jī)溶劑,、耐堿性能較常用的酚醛與不飽和聚酯權(quán)勢(shì)脂為佳，然耐酸性差,；固化后一般較脆,，韌性較差。

         2,、環(huán)氧玻璃鋼性能(按ASTM)

        以FW(纖維纏繞)法制造的玻纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂的產(chǎn)品為例,，將其與鋼比較。

表1 GF/EPR與鋼的性能比較
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玻璃含量	GF/EPR(玻纖含量80wt%)	AISI1008 冷軋鋼
相對(duì)密度	2.08	7.86
拉伸強(qiáng)度	551.6Mpa	331.0MPa
拉伸模量	27.58GPa	206.7GPa
伸長(zhǎng)率	1.6%	37.0%
彎曲強(qiáng)度	689.5MPa
彎曲模量	34.48GPa
壓縮強(qiáng)度	310.3MPa	331.0MPa
懸臂沖擊強(qiáng)度	2385J/m
燃燒性(UL-94)	V-O
比熱容	535J/kg·k	233J/kg·k
膨脹系數(shù)	4.0×10-6k-1	6.7×10-6k-1
熱變形溫度	204oC(1.82MPa)
熱導(dǎo)率	1.85W/m·k	33.7W/m·k
介電強(qiáng)度	11.8×106V/m
吸水率	0.5%(24h)

表2 幾種常用材料與復(fù)合材料的比強(qiáng)度和比模量
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材料名稱	密度g/cm3	拉伸強(qiáng)度×104MPa	彈性模量×106MPa	比強(qiáng)度×106cm	比模量×109cm
鋼	7.8	10.10	20.59	0.13	0.27
鋁	2.8	4.61	7.35	0.17	0.26
鈦	4.5	9.41	11.18	0.21	0.25
玻璃鋼	2.0	10.40	3.92	0.53	0.21
碳纖維/環(huán)氧樹脂	1.45	14.71	13.73		0.21
碳纖維/環(huán)氧樹脂	1.6	1049	23.54		1.5
芳綸纖維/環(huán)氧樹脂	1.4	13.73	7.85		0.57
硼纖維/環(huán)氧樹脂	2.1	13.53	20.59		1.0
硼纖維/鋁	2.65	9.81	19.61		0.75

 

圖1 復(fù)合材料的比強(qiáng)度與比剛性

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         二,、纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料成型工藝簡(jiǎn)介

        1,、手糊成型(hand lay up)

 

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圖2 手糊成型示意圖

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          (1)概要

        依次在模具表面上施加 脫模劑 膠衣
一層粘度為0.3-0.4PaS的中等活性液體熱固性樹脂(須待膠衣凝結(jié)后)
一層纖維增強(qiáng)材料(玻纖、芳綸,、碳纖維......),，纖維增強(qiáng)材料有表面氈、無捻粗紗布(方格布)等幾種,。以手持輥?zhàn)踊蛩⒆邮箻渲�浸漬纖維增強(qiáng)材料,，并驅(qū)除氣泡，壓實(shí)基層,。鋪層操作反復(fù)多次,，直到達(dá)到制品的設(shè)計(jì)厚度。
樹脂因聚合反應(yīng),，常溫固化,。可加熱加速固化,。

       (2)原材料

樹脂 不飽和聚酯樹脂,、已烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂,、酚醛樹脂等,。
纖維 玻纖、碳纖,、芳綸等,。雖然厚的芳綸織物難于手工將樹脂浸透，亦可用,。
芯材 任意,。

        (3)優(yōu)點(diǎn)

1)適合少量生產(chǎn)；
2)可室溫成型,，設(shè)備投資少,，模具折舊費(fèi)低；
3)可制造大型制品和型狀復(fù)雜產(chǎn)品,；
4)樹脂和增強(qiáng)材料可自由組合,，易進(jìn)行材料設(shè)計(jì)；
5)可采用加強(qiáng)筋局部增強(qiáng),，可嵌入金屬件,；
6)可用膠衣層獲得具有自由色彩和光澤的表面(如開模成型則一面不平滑)；
7)玻纖含量較噴射成型高,。

無捻粗紗布50%左右
織物 35%-45%
短切原絲氈30%-40%

         (4)缺點(diǎn)

1)屬于勞動(dòng)密集型生產(chǎn),，產(chǎn)品質(zhì)量由工人訓(xùn)練程度決定；
2)玻纖含量不可能太高,；樹脂需要粘度較低才易手工操作,，溶劑/苯乙烯量高，力學(xué)與熱性能受限制,；
3)手糊用樹脂分子量低,；通�,？赡茌^分子量高的樹脂有害于人的健康和安全。

(5)典型產(chǎn)品

艦艇,、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,、游樂設(shè)備、冷卻塔殼體,、建筑模型,。

      2、樹脂傳遞成型(RTM)

 

圖3 樹脂傳遞成型示意圖

       (1)概要

         RTM是一種閉模低壓成型的方法,。

        將纖維增強(qiáng)材料置于上下模之間,；合模并將模具夾緊；在壓力下注射樹脂,；樹脂固化后打開模具,，取下產(chǎn)品。

       樹脂膠凝過程開始前,，必須讓樹脂充滿模腔，壓力促使樹脂快速傳遞到模個(gè)內(nèi),，浸漬纖維材料,。RTM是一低壓系統(tǒng)，樹脂注射壓力范圍0.4-0.5MPa,當(dāng)制造高纖維含量(體積比超過50%)的制品,，如航空航天用零部件時(shí),，壓力甚至達(dá)0.7MPa。
纖維增強(qiáng)材料有時(shí)可預(yù)先在一個(gè)模具內(nèi)預(yù)成型大致形狀(帶粘結(jié)劑),，再在第二個(gè)模具內(nèi)注射成型,。為了提高樹脂浸透纖維能力，可選擇真空輔助注射(VARI- vacuum saaistedrsin injection),。注意樹脂一經(jīng)將纖維材料浸透,，樹脂注口要封閉，以便樹脂固化,。注射與固化可在室溫或加熱條件下進(jìn)行,。模具可以復(fù)合材料與鋼材料制作。若采用加熱工藝,。宜用鋼模,。

       (2)原材料

      樹脂：一般多用環(huán)氧、不飽和聚酯,、乙烯基脂及酚醛,；當(dāng)加溫時(shí)，高溫樹脂臺(tái)雙馬列來酰亞胺樹脂亦可用,。
法國(guó) Vetrotex公司開發(fā)了熱塑性樹脂RTM,。

       纖維：任意,。常用玻纖連續(xù)氈、縫編材料(其纖維間的縫隙得于樹脂傳遞),、無捻粗紗布,；玻纖與熱塑性塑料的復(fù)合紗及其織物與片材(法國(guó)Vetrotex商品名TWINTEX)。

         芯材：不用蜂窩,，因蜂窩空格全被樹脂填滿,，壓力會(huì)導(dǎo)致其破壞�,？捎媚腿軇┌l(fā)泡材料PU,、PP、CL,、VC等,。

        (3)優(yōu)點(diǎn)

1)制品纖維含量可較高，未被樹脂浸得部分非常少,；
2)閉模成型,，生產(chǎn)環(huán)境好；
3)勞動(dòng)強(qiáng)度低,，對(duì)工人技術(shù)熟練程度的要求也比手糊與噴射成型低,；
4)制品兩面光，可作有表面膠衣的制品,，精度也比較高,；
5)成型周期較短；
6)產(chǎn)品可大型化,；
7)強(qiáng)度可按設(shè)計(jì)要求具有方向性,；
8)可與芯村、嵌件一體成型,；
9)相對(duì)注射設(shè)備與模具成本較低,。

        (4)缺點(diǎn)

1)不易制作較小產(chǎn)品；
2)因要承壓,，故模具較手糊與噴射工藝用模具要重和復(fù)雜,，價(jià)位也高一些；
3)能有未被浸漬的材料,，導(dǎo)致邊角料浪費(fèi),。

(5)典型產(chǎn)品

小型飛機(jī)與汽車零部件、客車座椅,、儀表殼

        3,、纖維纏繞(FW)

 

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圖4纖維纏繞示意圖

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         (1)概要

         通常采用直接無捻粗紗作為增強(qiáng)材料。粗紗排列在紗架上,。粗紗自紗架上退繞,，通過張力系統(tǒng),、樹脂槽、繞絲嘴,，由小車帶動(dòng)其往復(fù)移動(dòng)并纏繞在回轉(zhuǎn)的芯軸(模) 上,。纖維纏繞角度與纖維排列密度根據(jù)強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并由芯軸(模)轉(zhuǎn)速與小車往復(fù)速度之比,，精確地控制,。固化后將纏繞的復(fù)合材料制品脫模。
對(duì)某些兩端密閉的產(chǎn)品不用脫模,，芯模即包在復(fù)合材料產(chǎn)品內(nèi),，作為內(nèi)襯。

          (2)原材料

樹脂：任意,。環(huán)氧,、不飽和聚酯、乙烯基脂及酚醛樹脂,。
纖維：任意,。無捻粗紗、縫編和無紡織物,。生產(chǎn)管罐時(shí),，常用表面氈、短切原絲作為內(nèi)襯材料,。
芯材：可用。雖然復(fù)合材料制品通常是單一殼體,，一般不用,。

        (3)優(yōu)點(diǎn)

1)因?yàn)槔w維逕直以合理的線形鋪設(shè)，承擔(dān)負(fù)荷,，故復(fù)合材料制品的結(jié)構(gòu)特性可非常高,；
2)由于同內(nèi)襯層組合，可制得耐腐蝕,、耐壓,、耐熱的制品；
3)可制造兩端封閉的制品,；
4)鋪放材料快,、經(jīng)濟(jì)、用無捻粗紗,，材料費(fèi)用低,；
5)可采用樹脂計(jì)量，然浸膠后的纖維通過擠膠或口模,，控制樹脂含量,；
6)可大理生產(chǎn)和自動(dòng)化,；
7)機(jī)械成型，復(fù)合材料材質(zhì)及方向性均勻,，質(zhì)量穩(wěn)定,。

       (4)缺點(diǎn)

1)制品形狀限于圓柱形或其它回轉(zhuǎn)體；
2)纖維不易沿制品長(zhǎng)度方向精確排列,；
3)對(duì)于大型制品,，芯模成本高；
4)成品外表不是“模制”的,，不盡人意,；
5)對(duì)于承受壓力的制品，如選擇樹脂不合適或無內(nèi)襯,，就易發(fā)生滲漏,。

        (5)典型產(chǎn)品

管道、貯罐,、氣瓶(消防呼吸氣瓶,、壓縮天然氣瓶等)、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體,。

       4,、RIM(Reaction Injection Molding-反應(yīng)注射成型)

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圖5RIM示意圖

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        (1)概要

       將兩種或兩種以上的組分在混合區(qū)低壓(0.5MPa)混合后，即在低壓(0.5-1.5MPa)下注射到閉模中反應(yīng)成型,，此即為工藝過程,。若組分一為多元醇，一為異氰酸酯,，則反應(yīng)生成聚氨酯,。為增加強(qiáng)度，可直接在一種組分內(nèi)行加入磨碎玻纖原絲和(或)填料,。弈可采用長(zhǎng)纖維(如連續(xù)纖維氈,、織物、復(fù)合氈,、短切原絲等的預(yù)成型物等)增強(qiáng),，在注射前，將長(zhǎng)纖維增強(qiáng)材料預(yù)先置模具內(nèi),。用此法可得到高力學(xué)性能的制品,。這種工藝稱為SRIM(Structural Reaction Injection Molding-結(jié)構(gòu)反應(yīng)注射成型)。

      (2)原材料

樹脂：常用聚氨酯體系或聚氨酯/脲混合體系,；亦可采用環(huán)氧,、尼龍、聚酯等基本,；
纖維：常用長(zhǎng)0.2-0.4mm的磨碎玻璃纖維,；
芯材：不用,。

       (3)優(yōu)點(diǎn)

1)制造成本比熱塑性塑料注射工藝低；
2)可制造大尺寸,、開頭復(fù)雜的產(chǎn)品,；
3)固化快，適于快速生產(chǎn),。

       (4)缺點(diǎn)

采用磨碎玻璃纖維增強(qiáng)原料費(fèi)用高,，薦用礦物復(fù)合材料取代之。

       (5)主要產(chǎn)品

汽車儀表盤,、保險(xiǎn)杠,、建筑門、窗,、桌,、沙發(fā)、電絕緣件,。

       5,、拉擠成型 (Pultrusion)

        (1)概要

      主要采用玻璃纖維無捻粗紗(使用前預(yù)先放置在紗架上)，它提供縱向(沿生產(chǎn)線方向)增強(qiáng),。其它類型的增強(qiáng)有連續(xù)原絲氈,、織物等，它們補(bǔ)充橫向增強(qiáng),，表面氈則用于提高成品表面質(zhì)量,。樹脂中可加入填料，改進(jìn)型材料性能(如阻燃),，并降低成本,。

        拉擠成型的程序是
1)使玻璃纖維增強(qiáng)材料浸漬樹脂；
2)玻璃纖維預(yù)成型后進(jìn)入加熱模具內(nèi),，進(jìn)一步浸漬(擠膠)、基本樹脂固化,、復(fù)合材料定型,；
3)將型材按要求長(zhǎng)度切斷。
      現(xiàn)在已有變截面的,、長(zhǎng)度方向呈弧型的拉擠制品成型技術(shù),。

       拉擠成型將增強(qiáng)材料浸漬樹脂有兩種方式：

       膠槽浸漬法：通常采用此法，即將增強(qiáng)材料通過樹脂槽浸膠,，然后進(jìn)入模具,。此法設(shè)備便宜作業(yè)性好，適于不飽和聚酯樹脂,，乙烯基酯樹脂,。

       注入浸漬法(圖6)：玻纖增強(qiáng)材料進(jìn)入模具后,，被注入模具內(nèi)的樹脂所浸漬。此法適于凝膠時(shí)間短,、粘度高,、生產(chǎn)附產(chǎn)物的樹脂基體，如酚醛,、環(huán)氧,、雙馬來酰亞胺樹脂。

 

圖6注入浸漬法

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        (2)原材料

樹脂：常用不飽和聚酯樹脂,、環(huán)氧樹脂,、乙烯基酯樹脂、酚醛樹脂,；
纖維：拉擠用玻璃纖維無捻粗紗,、連續(xù)氈、縫編氈,、縫編復(fù)合氈,、織物、玻纖表面氈,、聚酯纖維表面氈等,；
芯材：一般不用，現(xiàn)有以PU發(fā)泡材料為芯材,，外為連續(xù)拉擠框型型材,，作為保溫墻板的。

       (3)優(yōu)點(diǎn)

1)典型拉擠速度0.5-2m/min,，效率較高,，適于大批量生產(chǎn)，制造長(zhǎng)尺寸制品,；
2)樹脂含量可精確控制,；
3)由于纖維呈縱向，且體種比可較高(40%-80%),，因而型材軸向結(jié)構(gòu)特性可非常好,；
4)主要用無捻粗紗增強(qiáng)，原材料成本低,，多種增強(qiáng)材料組合使用,，可調(diào)節(jié)制品力學(xué)性能；
5)制品質(zhì)量穩(wěn)定,，外觀平滑,。

        (4)缺點(diǎn)

1)模具費(fèi)用較高；
2)一般限于生產(chǎn)恒定橫截面的制品。

       (5)典型產(chǎn)品

建筑屋頂橫梁,、椽子,、門窗框架型材、墻板,、石油開采抽油桿,、帳篷竿、梯子,、橋梁,、工具把、手機(jī)微波站罩殼,、汽車板簧,、傳動(dòng)軸、電纜管,、光纖光纜芯,、釣魚竿、隔柵,、汽車空調(diào)器罩,、擴(kuò)軌罩。

      6,、真空袋法法成型(Vacuum bag process)

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圖7真空袋法成示意圖

        (1)概要

        此法是手糊法與噴射法的延伸,。將手糊或噴射好的積層在樹脂的A階段與模具在一 起，在積層上覆以橡膠袋,，周邊密封,，在后用真空泵抽真空，積層從而受到不大于1個(gè)氣壓的壓力,，而被壓實(shí),、成型。

         (2)原材料

樹脂：主要采用環(huán)氧樹脂,、酚醛樹脂,。不飽和聚酯樹脂與乙烯基酯樹脂則因真空泵將樹脂中的苯乙烯(交聯(lián)劑)過度抽出，可能會(huì)造成問題,，故一般不用,；
纖維：同手糊法；
芯材：任意,。

       (3)優(yōu)點(diǎn)

1)采用普通的濕法鋪層技術(shù)，通�,？色@得高纖維含量的制品,；
2)可制造大尺寸產(chǎn)品；
3)產(chǎn)品兩面光；
4)較濕法鋪層浸膠孔隙率低,；
5)由于壓力,，樹脂流經(jīng)結(jié)構(gòu)纖維，纖維得以較好地浸漬樹脂,；
6)有利于操作人員健康和安全；真空袋減少了固化時(shí)逸出的揮發(fā)性物質(zhì),。

        (4)缺點(diǎn)

1)額外的工藝過程增加了勞動(dòng)力和袋材成本；
2)要求操作人員有較高的技術(shù)熟練水平,；
3)樹脂混合和含量控制基本上仍然取決于操作人員的技術(shù),；
4)生產(chǎn)效率不高。

       (5)典型產(chǎn)品

艇,、賽車,、芯材粘結(jié),、飛機(jī)鼻錐雷達(dá)罩、機(jī)翼,、方向舵。

       7,、樹脂膜熔浸成型(RFI-Resin Film Infusion)

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圖8樹脂膜熔浸成型示意圖

         (1)概 要

        將干強(qiáng)物與樹脂片(樹脂片系放在一層脫模紙上提供)交替鋪放在模具內(nèi)。鋪層被真空袋包覆，藉真空泵抽真空,，將干織物內(nèi)空氣抽出。然后加熱,，令樹脂熔化并流浸已抽出空氣的織物，然后經(jīng)過一事實(shí)上時(shí)間即固化,。 

        (2)原材料

樹脂：一般僅用環(huán)氧樹脂,；
纖維：任意,；
芯材：許多種芯材都可以使用,，由于工藝過程中溫度高,，對(duì)PVC泡沫需要專門處理，以免泡沫損壞,。

        (3)優(yōu)點(diǎn)

1)空隙率低,，可精確獲得高的纖維含量；
2)鋪層清潔,，有利于健康和安全(似預(yù)浸),；
3)可較預(yù)浸法成本低，此為主要的優(yōu)點(diǎn),；
4)由于樹脂僅能過織物厚度方向傳遞,，故樹脂未浸到白斑區(qū)可較SCRIMP(西曼復(fù)合材料公司樹脂參入成型法—Seeman Composite Resin Infusion Molding Process)少,。

       (4)缺點(diǎn)

1)目前僅用于宇航工業(yè)，還未推廣,；
2)雖然宇航工業(yè)用高壓釜系統(tǒng)產(chǎn)非總是需要,，但加熱室和真空袋系統(tǒng)對(duì)于復(fù)合材料固化，總是不可少的,；
3)模具要求能經(jīng)受樹脂膜片的工藝溫度(低溫固化即需60-100oC),；
4)要求所用芯材能經(jīng)受工藝溫度和壓力；

       (5)典型產(chǎn)品

飛機(jī)雷達(dá)罩,、艦艇聲納整流罩,。

        8,、預(yù)浸料(高壓釜)成型

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圖9 預(yù)浸料高壓釜法示意圖

         (1)概要

        預(yù)先在加熱、加壓或使用溶劑的條件下,，將織物和(或)纖維預(yù)先用預(yù)催化樹脂預(yù)浸漬,。固化劑大多能在環(huán)境溫度下，讓預(yù)浸材料貯存幾周或幾個(gè)月,，仍能保質(zhì)使用,。當(dāng)要延長(zhǎng)保持期，材料須在冷凍條件下貯存,。樹脂通常在環(huán)境溫度下呈臨界固態(tài),。故觸摸預(yù)浸材料時(shí)有輕微的黏附感，象膠帶似的,。制作單向預(yù)浸漬材料的纖維直接由紗架下來,，與樹脂結(jié)合。預(yù)浸漬材料用手或機(jī)械鋪于模具表面,，通過真空袋抽真空,，并通常加熱到120-180oC。使樹脂重新流動(dòng),，并最終固化,。盛開附加壓力通常藉助高壓釜(實(shí)際上是一座壓力加熱罐)提供，它能對(duì)鋪層施加達(dá)5個(gè)大氣壓的壓力,。

        (2)原材料

        樹脂：通常用環(huán)氧樹脂,，不飽和聚酯樹脂、酚醛樹脂及高溫樹脂,，如聚酰亞胺,、氰酸酯、雙馬來酰亞胺樹脂等,；
纖維：任意,。雖然由于在工藝過程中，高溫分對(duì)芯材有些影響,，需要采用某些專門的泡沫芯材,。

         (3)優(yōu)點(diǎn)

1)預(yù)浸材料制造人員可精確地調(diào)整樹脂/固化劑水平和樹脂在纖維中的含量；可以可靠地得到高纖維含量,。
2)材料于操作人員十分安全,，無礙健康，操作清潔,；
3)單向帶纖維成本最低,，因?yàn)槲沩殞⒗w維預(yù)先轉(zhuǎn)為織物的二次加工過程；
4)由于制造過程采用可滲透的高粘度樹脂,，樹脂化學(xué)性能力學(xué)和熱性能可以是最適宜的,；
5)材料有效時(shí)間長(zhǎng)(室溫下可保質(zhì)數(shù)月),，這意味著可優(yōu)化結(jié)構(gòu)、復(fù)合材料易鋪層,；
6)可能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和節(jié)省勞動(dòng)力,。

        (4)缺點(diǎn)

1)對(duì)于預(yù)浸織物，材料成本高,；
2)通常要對(duì)高壓釜固化復(fù)合材料制品,，耗費(fèi)大、作業(yè)慢,、制品尺寸受限制；
3)模具需能承受作業(yè)溫度,；
4)芯材需要承受作業(yè)溫度和壓力,。

        (5)典型產(chǎn)品

飛機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料(如機(jī)翼和尾翼)、衛(wèi)星與運(yùn)載火箭結(jié)構(gòu)件(太陽能電池基板,、夾層結(jié)構(gòu)板,、衛(wèi)星接口支架、火箭整流罩等),、賽車,、運(yùn)動(dòng)器材(如網(wǎng)球拍、滑雪板等),。

        9,、低溫固化預(yù)浸料成型

 

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圖10 低溫固化預(yù)浸料成型示意圖

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        (1)概要

        低溫固化預(yù)浸料完全按通常的預(yù)浸料方法制備，但樹脂的化學(xué)性質(zhì)使其得以在60-100oC溫度下固化,。在60oC時(shí),，材料可操作保持期可小到限于1個(gè)星期，但亦可延長(zhǎng)到幾個(gè)月,。樹脂系統(tǒng)的流動(dòng)截面適于采用真空袋壓力,，避免采用高壓釜。

       (2)材料

樹脂：一般僅采用環(huán)氧樹脂,；
纖維：任意,，同通常的預(yù)浸料；
芯材：任意,，雖然一般 的PVC泡沫需要特別注意,。

       (3)優(yōu)點(diǎn)

1)具有傳統(tǒng)預(yù)浸料法所具備的(1)-(6)條優(yōu)點(diǎn)；
2)模具材料較便宜,，如木材亦可用,，因其固化溫度較低故；
3)可容易地制造大型結(jié)構(gòu),。因?yàn)閮H需真空袋壓力,；固化溫度低,，可采用簡(jiǎn)單的熱空氣循環(huán)加熱室(經(jīng)常就地建造大于制品的加熱室 )；
4)可采用普通的PVC泡沫芯材,，略作處理即可,；
5)能耗低。

       (4)缺點(diǎn)

1)材料成本仍高于預(yù)浸織物,；
2)需加熱室和真空袋系統(tǒng),，以固化制品；
3)模具需能經(jīng)受高于環(huán)境溫度的溫度(常用60-100oC),；
4)仍有能耗,，因需高于環(huán)境溫度固化。

        (5)典型產(chǎn)品

高性能風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片,、賽艇,、救生艇、火車用零部件,。

       10,、SCRIMP,RIFT,VARTM

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圖11 SCRIMP,RIFT,VARTM示意圖

        (1)概要

        SCRIMP(Seeman Composite Infusion Molding Process—西曼復(fù)合材料公司樹脂滲透成型法),RIFT(Resin Infusion umder Flexibe Tooling—柔性模具樹脂滲透法) ,VARTM(Vscuum Assisted Transfer Molding—真空輔助樹脂傳遞成型)這三種工藝原理相似。將織物作為干鋪層材料入模內(nèi),，如同RTM,。然后覆以剝離保護(hù)層和縫編非結(jié)構(gòu)織物。整個(gè)鋪層用真空袋覆罩好,。袋無滲漏后,，讓樹脂流到積層。樹脂很容易流經(jīng)非結(jié)構(gòu)織物而在整個(gè)鋪層分布,。SCRIMP法在真空袋與鋪層之間可置加壓模塊,，利于提高制作表觀與結(jié)構(gòu)密實(shí)度。

         (2)材料

       樹脂：常和環(huán)氧樹脂,、不飽和聚酯和乙烯基酯樹脂,；

        纖維：任意種類普通織物。這些工藝方法縫編材料很好用,，因其間隙使得樹脂快速流動(dòng),；

        芯材：除蜂窩外，各種芯材均可用,。

       (3)優(yōu)點(diǎn)

1)同RTM,，但制品僅一面光，不似RTM兩面光,；
2)由于模具一半是真空袋,，主模具僅需較低強(qiáng)度，故模具成本甚低；
3)可制造大尺寸產(chǎn)品,；
4)通常的濕法鋪層工具可改進(jìn)以用于這些成型法,；
5)一次作業(yè)即可生產(chǎn)芯材結(jié)構(gòu)。

        (4)缺點(diǎn)

1)要完成好相對(duì)復(fù)雜的操作過程,；
2)樹脂粘度必須非常低,，限制了制品的力學(xué)性能；
3)鋪層未浸到樹脂而造成的廢品浪費(fèi)甚大,；
4) SCRIMP的一些工藝要素已被專利所限,。

        (5)典型產(chǎn)品

小艇半成品、列車和卡車車身面板,。

         三,、環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的應(yīng)用

        環(huán)氧樹脂是先進(jìn)復(fù)合材料中應(yīng)用最廣泛的樹脂體系，它可適用于多種成型工藝,，可配制成不同配方,，可調(diào)節(jié)粘度范圍大；以便適應(yīng)于不同的生產(chǎn)工藝,。它的貯存壽命長(zhǎng)，固化時(shí)不釋出揮發(fā)物,，固化收縮率低,，固化后的制品具有極佳的尺寸穩(wěn)定性、良好的耐熱,、耐濕性能和高的絕緣性,，因此，目前環(huán)氧樹脂統(tǒng)治著高性能復(fù)合材料的市場(chǎng),。

          (一)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在航空工業(yè)中應(yīng)用

        40年代初,，電子工業(yè)的需要，尋找一種適宜的材料,，做防護(hù)軍用飛行器的雷達(dá)天線,，特別是防護(hù)戰(zhàn)斗機(jī)及轟炸機(jī)上的雷達(dá)天線。采用雷達(dá)罩是用來防護(hù)氣候?qū)�精密電子儀器的影響,。玻璃鋼具有優(yōu)良的透雷達(dá)波性能,，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和簡(jiǎn)便的成型工藝，使它成為理想的雷達(dá)罩材料,。這是歷史上第一次采用玻璃鋼制造雷達(dá)罩,，同時(shí)又大大地促進(jìn)了玻璃鋼材料的研究。

        60年代玻璃鋼技術(shù)在直升機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用有所突破,，如西德M．B．B．公司研制玻璃鋼旋翼槳葉,，逐步取代金屬鋁蒙皮／鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的金屬槳葉。但由于玻璃鋼的模量低,，不能制造高強(qiáng)度的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件,。

        70年代初,，隨著硼纖維、碳纖維,、芳綸纖維等相繼出現(xiàn),，這些高級(jí)增強(qiáng)纖維的比剛度、比強(qiáng)度,、耐疲勞性能等優(yōu)于金屬材料,，由它們來增強(qiáng)環(huán)氧樹脂組成的復(fù)合材料，已在飛機(jī)的主結(jié)構(gòu)件(主受力件)上得到應(yīng)用,。

        近10多年來,，考慮到這些高級(jí)增強(qiáng)纖維的價(jià)格都比較高，為了更合理的用材,，大力開發(fā)混雜復(fù)合材料(Hybrid Composites)的研究,。

        以復(fù)合材料在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用為代表。美國(guó)兩家噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠：通用電器—飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)集團(tuán)公司(GE—AEBG)和普惠公司,，以及其它一些二次承包公司,，都在用高性能復(fù)合材料取代金屬制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件。如發(fā)動(dòng)機(jī)艙系統(tǒng)的許多部緊推力反向器,、風(fēng)扇罩,、風(fēng)扇出風(fēng)道導(dǎo)流片等都用復(fù)合材料制造。如發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)口氣罩的外殼是由美國(guó)聚合物公司的碳纖維環(huán)氧樹脂預(yù)混料(E707A)疊鋪而成,，它具有耐177℃高溫的熱氧化穩(wěn)定性科殼表面光滑如鏡面,，有利于形成層流。又如FW 4 0O0型發(fā)動(dòng)機(jī)有8 0個(gè)149℃的高溫空氣噴口導(dǎo)流片也是用碳纖維環(huán)氧預(yù)浸料制造的,。

        在316℃這一極限溫度以下的環(huán)境中,，復(fù)合材料不僅性能優(yōu)于金屬，而且經(jīng)濟(jì)效益高,。據(jù)波音公司估算,，噴氣客機(jī)重量每減輕一磅，是飛機(jī)在整個(gè)使用期限內(nèi)可節(jié)省 100 0美元,。據(jù)法布萊特公司估算,，美國(guó)第年約有100萬磅復(fù)合材料用于制造噴氣飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)零件，銷售額高達(dá)5000萬美元,。

        目前環(huán)氧樹脂的連續(xù)使用溫度最高約在280℃以下,，近來DOW化學(xué)公司的一種多功能團(tuán)環(huán)氧樹脂Tactlx742，用二氨基二苯砜固化劑,；制成的制品玻璃化溫度Tg＞310℃,，可用于制造噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)零件。

        (二)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在航天工業(yè)中的應(yīng)用

        宇航技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)材料高比模量、高比強(qiáng)度的要求,，特別嚴(yán)格,，使先進(jìn)復(fù)合材料成為宇航技術(shù)必需的材料。作為結(jié)構(gòu)材料的基作樹脂基本上都采用環(huán)氧樹脂,。其主要的應(yīng)用范圍如下：

       1,、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)殼體 

        在50年代末，采用纖維纏繞成型的玻璃鋼殼體取代鋼殼,，使結(jié)構(gòu)減輕50％一60％,。后來，“三叉戟1”,、 M X的三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)殼體全部采用芳綸／環(huán)氧樹脂體系,，重量又比玻璃鋼的同尺寸殼體減輕50％。
在阿里安運(yùn)載火箭許多結(jié)構(gòu)件均用碳纖維／環(huán)氧樹脂制造,。

        2．戰(zhàn)略導(dǎo)彈上的應(yīng)用

        美國(guó)已采用JFRP作彈頭結(jié)構(gòu)殼體,、儀器艙、級(jí)間段等50多個(gè)分系統(tǒng)部件,。據(jù) 洛克希德導(dǎo)彈與宇航公司稱用碳纖維／環(huán)氧樹脂制造的機(jī)構(gòu)取代鋁結(jié)構(gòu),，可使結(jié)構(gòu)減輕40％。

           3,、衛(wèi)星和宇航器上的結(jié)構(gòu)應(yīng)用

        衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的輕型化對(duì)衛(wèi)星功能及運(yùn)載火箭的要求至關(guān)重要,，所以對(duì)衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的重量要求很嚴(yán)。國(guó)際通訊衛(wèi)星VA中心推力筒用碳纖維復(fù)合材料取代鋁后減重23kg (約占3O％),可使有效載荷艙增加 450條電話線路,，僅此一項(xiàng)盈利就接近衛(wèi)星的發(fā)射費(fèi)用,。美,、歐衛(wèi)星結(jié)構(gòu)重量不到總重的10％,，其原因就是廣泛使用了先進(jìn)復(fù)合材料。

        4．航天飛機(jī)上的應(yīng)用

        美國(guó)航天飛機(jī)上使用的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料總重約2噸,，采用先進(jìn)復(fù)合材料后減重410kg,，而且明顯減少了飛行過程中因復(fù)雜的溫度環(huán)境引起的變形。航天飛機(jī)進(jìn)入軌道后,，用機(jī)械手投放和回收衛(wèi)星,，機(jī)械手上臂、前臂是用超高模量石墨纖維 GY— 7 0增強(qiáng)環(huán)氧制成的,。

       總之,，復(fù)合材料已成為宇航工業(yè)中不可缺少的關(guān)鍵材料。

       (三)環(huán)氧復(fù)合材料在民用工業(yè)中的應(yīng)用

        凡是對(duì)機(jī)械強(qiáng)度要求高的增強(qiáng)塑料制品基本上采用環(huán)氧樹脂作為基體,。

        1,、玻璃鋼的壓力容 器和管道

         我國(guó)西安、北京、重慶,、自貢已生產(chǎn)汽車用壓縮天然氣(CNG)瓶,，北京已成為現(xiàn)在使用CNG公交車最多的城市。

         國(guó)內(nèi)已經(jīng)有4家企業(yè)生產(chǎn)環(huán)氧玻璃鋼高壓管,。

         60年代國(guó)內(nèi)鋼瓶十分緊張,，采用纖維纏繞成型制造玻璃鋼氣瓶相當(dāng)活躍，曾制定過部頒標(biāo)準(zhǔn)FC194-74,，90R年修改后制定ZBQ23004一90,。玻璃纖維增強(qiáng)塑料壓力容器，以環(huán)氧樹脂和616酚醛樹脂體系為基體,，40立升氣瓶使用壓力為 12MPa,，使用壽命5年以上。上海材料研究所和臨安玻璃鋼廠合作,，也采用纖維纏繞成型工藝,，而使用環(huán)氧樹脂一二甲基咪唑體系，其性能不亞于環(huán)氧一酚醛樹脂體系,。用此配方制成水研用的壓力容器,。

       2、玻璃鋼電機(jī)護(hù)環(huán),、套環(huán)等

       護(hù)環(huán)套裝于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子兩端,，保護(hù)轉(zhuǎn)子線圈的端部，防止在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),，受離心力作用它是發(fā)電機(jī)受力最大的部件之一,，對(duì)強(qiáng)度和模量要求比較高，采用輕質(zhì)高強(qiáng)的復(fù)合材料可以取代無鎳反磁合金鋼,。 60年代末國(guó)內(nèi)先后生產(chǎn)1. 25W千瓦和2. 5萬千瓦兩種發(fā)電機(jī)護(hù)環(huán),。后者由北京重型電機(jī)廠、杭州玻璃鋼化工設(shè)備廠和上海材料研究所等單位合作,，選用高強(qiáng)度(S)玻璃纖維和高模量(M)玻璃纖維進(jìn)行纏繞,，用62O7(脂環(huán)族)環(huán)氧樹脂一酸酐體系樹脂配方和 AFG— 9 0環(huán)氧樹脂(縮水甘油胺型)—— HK—0 21酸酐體系作為基體，使用多年情況良好,。

        玻璃鋼套環(huán) 3 0 00千瓦以下的在杭州玻璃鋼化工設(shè)備廠生產(chǎn),，已在北京重型電機(jī)廠安裝出廠30年，屬于定型產(chǎn)品,。

        此外,，發(fā)電機(jī)定子線圈端都支撐環(huán)，裝在定子線圈的鼻端,，承受最大載荷是發(fā)電機(jī)發(fā)生短路的瞬間,，亦采用玻璃鋼制造,，稱為玻璃鋼綁環(huán)。這種綁環(huán)安裝在10萬千瓦的氣輪發(fā)電機(jī)上,，已使用20余年,。在國(guó)內(nèi)最大的60萬千瓦發(fā)電機(jī)用的玻璃鋼錐殼(其作用類似于支撐環(huán))也是用了10多年。

        玻璃鋼絕緣子,，有待于進(jìn)一步開發(fā)研究,。絕緣子的作用是把帶電線路或帶電零部件之間隔開，既要求絕緣又要求高強(qiáng)度,，電絕緣何耐腐(室外用),，采用玻璃鋼很適用。國(guó)外在露天的22萬伏輸電桿上的絕緣于已采用環(huán)氧樹脂玻璃鋼成批生產(chǎn),。 

         3,、防腐蝕制品

        通常不飽和聚酯樹脂玻璃鋼的力學(xué)性能在45℃以上強(qiáng)度就會(huì)明顯下降，同時(shí)不飽和聚酯樹脂耐堿性較差,。如果在防腐蝕制品中要求強(qiáng)度高,，耐溫性好等則建議選用環(huán)氧玻璃鋼。如上海市上鋼二廠,，在生產(chǎn)硫酸鐵過程中,，反應(yīng)槽需要連續(xù)在120℃使用，選用環(huán)氧玻璃鋼取得了很滿意的效果,。這種耐高溫的反應(yīng)槽是由臨安玻璃鋼廠制造的,。

       4、玻璃鋼模具

        (1)玻璃鋼鑄造模具
用玻璃鋼制成的鑄造模具,，比木模,、鋁模的效果好的多，使用壽命長(zhǎng),，通常在萬次以上,，價(jià)格也比較便宜。

        (2)玻璃鋼制品模具
采用噴射成型,、樹脂傳遞模塑( RTM)成型所需的制品模具,，通常都用不飽和聚酯玻璃鋼模具,。筆者建議采用環(huán)氧樹脂玻璃鋼模具更好,，具有模具強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng),、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),。

        5、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片

        我國(guó)做到長(zhǎng)23m,，國(guó)外已經(jīng)超過50m,。

          6,、碳纖維補(bǔ)強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)

         7、運(yùn)動(dòng)器材

         高爾夫球桿,、網(wǎng)球拍,、羽毛球拍、壁球拍,、滑雪板,、漁具、自行車架等,。

         四,、我國(guó)環(huán)氧樹脂市場(chǎng)分析

        據(jù)統(tǒng)計(jì)，2003年中國(guó)大陸環(huán)氧樹脂產(chǎn)量25萬噸,，比上年增長(zhǎng)25%,；進(jìn)口19.88萬噸，比上年增長(zhǎng)23%,；出口3.558萬噸,，比上年增長(zhǎng)81%，表現(xiàn)消費(fèi)量41.322萬噸,，比上年增長(zhǎng)21%,。
市場(chǎng)比例為：

涂料 45%
電子電器 36%
復(fù)合材料 5%
粘結(jié)劑 -7%
其它(交聯(lián)劑等) -7%

      2003年我國(guó)大陸生產(chǎn)高壓玻璃鋼環(huán)氧管3000噸，約用環(huán)氧樹脂1300噸,。建筑結(jié)構(gòu)采用CF(碳纖維)補(bǔ)強(qiáng)用環(huán)氧樹脂5 00噸,。
絕緣棒管生產(chǎn)2000噸，用環(huán)氧樹脂1000噸,。
2003年生產(chǎn)環(huán)氧玻璃鋼2萬噸,，采用環(huán)氧樹脂9000余噸。
2003年生產(chǎn)玻璃纖維基覆銅板14萬噸,，采用環(huán)氧樹脂6.15萬噸,。2004年可增長(zhǎng)3O％以上。所用環(huán)氧樹脂將達(dá)8萬噸,。
2003年用于生產(chǎn)乙烯基酯樹脂(VER)采用環(huán)氧樹脂2900噸,。

        國(guó)產(chǎn)樹脂的質(zhì)量穩(wěn)定性有待于進(jìn)一步提高，因而國(guó)內(nèi)一些復(fù)合材料廠家在生產(chǎn)要求性能較高的產(chǎn)品(如絕緣棒,、絕緣管)時(shí),，常采用陶氏(DOW)，殼牌(Shell),、巴克立特(Bakelite)等國(guó)外公司的產(chǎn)品,。

        繼美國(guó)陶氏化學(xué)在江蘇省張家港市建設(shè)一年產(chǎn)能4．1萬噸環(huán)氧樹脂生產(chǎn)廠后并擬建一年產(chǎn)能 4萬噸的廠；韓國(guó)國(guó)都化學(xué)正在昆山建一年產(chǎn) 2萬噸的環(huán)氧樹脂廠,，并擬再建一年產(chǎn)2萬噸環(huán)氧樹脂的生產(chǎn)線,。

        臺(tái)塑子公司宏仁集團(tuán)引進(jìn)日本東都化成技術(shù)在廣州興建了年產(chǎn)能2.3萬噸的環(huán)氧樹脂廠,。日本鋼鐵化學(xué)公司子公司Tohto Kasei公司轉(zhuǎn)讓技術(shù)給黑龍江省齊華化學(xué)公司建一年產(chǎn)能2萬噸的環(huán)氧樹脂廠。

        值得補(bǔ)充的是,，環(huán)氧樹脂還可用于文物保護(hù),。在長(zhǎng)江三峽的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物重慶市云陽縣張飛廟(張桓侯廟)整體搬遷過程中，大量殘損磚石是以環(huán)氧樹脂粘結(jié)修補(bǔ)或灌注成型定型 ,，使這座始建于三國(guó)蜀漢末年(距今 1780年)的古建筑得以回復(fù)留存,。

yumin

玻璃鋼即玻璃纖維增強(qiáng)材料，是國(guó)外20世紀(jì)初開發(fā)的一種新型復(fù)合材料,，它具有質(zhì)輕,、高強(qiáng)、防腐,、保溫,、絕緣、隔音等諸多優(yōu)點(diǎn),。
最早出現(xiàn)的復(fù)合材料是玻璃鋼,，其實(shí)它和鋼這種材料毫無關(guān)系。玻璃鋼中根本不含鐵也不是玻璃和鋼的復(fù)合體,。實(shí)際上,，玻璃鋼是玻璃纖維與一種或數(shù)種熱固性或熱塑性樹脂復(fù)合而成的材料，這些樹脂如酚醛樹脂,、環(huán)氧樹脂,、聚酯樹脂、聚酰亞胺樹脂等,。
　　第一種玻璃鋼是玻璃纖維與酚醛樹脂復(fù)合而成的材料,。它是將玻璃纖維浸漬了酚醛樹脂的液態(tài)原料后，經(jīng)過模壓法預(yù)成型,，然后將酚醛樹脂固化,，就制成了玻璃鋼。
) o3 U( Z* m: p, v$ J0 k, v% X5 d　　耐腐蝕,、壽命長(zhǎng),。玻璃鋼屬于優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料。它對(duì)酸,、堿,、鹽、油等各種腐蝕介質(zhì)都具有特殊的防腐功能,，不會(huì)發(fā)生銹蝕,。普通PVC壽命為15年,，而玻璃鋼壽命為50年,。
/ u, A4 z( q# g  r  f" }　　玻璃鋼具備強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn),，其原因在于：普通的玻璃是一種強(qiáng)度不高的脆性材料，如果將熔融的玻璃拉成很細(xì)的玻璃纖維之后,，其性能就發(fā)生了很大變化,。玻璃纖維很柔軟，甚至可以織成布,。同時(shí),，玻璃纖維越細(xì)，它的強(qiáng)度越高,。玻璃鋼的強(qiáng)度可以用鋼筋混凝土做比喻,。在鋼筋混凝土中，承受外力的主要是鋼筋,，但混凝土卻是不可缺少的,，它將鋼筋粘結(jié)為一個(gè)整體，不但賦予建筑構(gòu)件以一定的外形,，而且增加了強(qiáng)度,。在玻璃鋼中，玻璃纖維的作用猶如鋼筋,，而酚醛樹脂卻起著混凝土的作用,，兩者的結(jié)合使玻璃鋼具有驚人的強(qiáng)度。
　　玻璃鋼不但具備高強(qiáng)度,，同時(shí)還有優(yōu)良的耐腐蝕性,，從而成為一種重要的耐腐蝕材料。鉛曾經(jīng)是一種耐腐蝕的金屬材料,，它能耐具有強(qiáng)烈腐蝕性的硫酸的腐蝕,。其原因是鉛和濃硫酸作用生成難溶解的硫酸鉛，成為一種致密的保護(hù)膜覆蓋在金屬鉛的表面,，所以化工廠的反應(yīng)釜和管道常用鉛做襯里,，也可用搪瓷襯里。如果用玻璃鋼來代替,，耐腐蝕性都符合要求,。玻璃鋼還用于閥門、泵,、風(fēng)機(jī),，適宜做運(yùn)輸腐蝕性液體的汽車槽車和火車槽車，在化工廠制作貯腐蝕性液體的貯槽,、廢酸廢液池村里和大面積防腐蝕的地面,。石油的腐蝕性也很強(qiáng)，玻璃鋼可以用來代替鋼管制造輸油管,、輸油車,，大大節(jié)約了鋼鐵,。

, u( _/ ?7 \0 q. F9 z" S玻璃鋼學(xué)名玻璃纖維增強(qiáng)塑料。它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布,、帶,、氈、紗等）作為增強(qiáng)材料,，以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料,。復(fù)合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的材料復(fù)合在一起,，組成另一種能滿足人們要求的材料,，即復(fù)合材料。例如,，單一種玻璃纖維,，雖然強(qiáng)度很高，但纖維間是松散的,，只能承受拉力,，不能承受彎曲、剪切和壓應(yīng)力,，還不易做成固定的幾何形狀,，是松軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起,可以做成各種具有固定形狀的堅(jiān)硬制品,，既能承受拉應(yīng)力,，又可承受彎曲、壓縮和剪切應(yīng)力,。這就組成了玻璃纖維增強(qiáng)的塑料基復(fù)合材料,。由于其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材，又含有玻璃組分,，也具有玻璃那樣的色澤,、形體、耐腐蝕,、電絕緣,、隔熱等性能，象玻璃那樣,，歷史上形成了這個(gè)通俗易懂的名稱“玻璃鋼”,，這個(gè)名詞是由原國(guó)家建筑材料工業(yè)部部長(zhǎng)賴際發(fā)同志提出的，由建材系統(tǒng)擴(kuò)至全國(guó),，現(xiàn)在還普遍地采用著,。由此可見，玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強(qiáng)材料、合成樹脂作粘結(jié)劑的增強(qiáng)塑料,，國(guó)外稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料,。隨著我國(guó)玻璃鋼事業(yè)的發(fā)展，作為塑料基的增強(qiáng)材料,，已由玻璃纖維擴(kuò)大到碳纖維,、硼纖維,、芳綸纖維,、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等，無疑地,，這些新型纖維制成的增強(qiáng)塑料,，是一些高性能的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，再用玻璃鋼這個(gè)俗稱就無法概括了,�,？紤]到歷史的由來和發(fā)展，通常采用玻璃鋼.
8 h) ]* }1 Q3 ?$ l! r  o- r& u用途：
玻璃鋼作為一種新型的工程材料,，由于它具有一些比較突出的優(yōu)良性能,，因此從尖端技術(shù)到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，都有廣闊的應(yīng)用前景,，而且隨著生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要,，玻璃鋼的應(yīng)用將越來越廣泛。
! W' ?8 j& v/ B6 o% Q第二次世界大戰(zhàn)期間,，玻璃鋼主要用于制造各種軍需品和武器,，如玻璃鋼雷達(dá)罩、飛機(jī)油箱等少量軍需品,。第二次世界大戰(zhàn)以后,，玻璃鋼產(chǎn)品開始向民用方面發(fā)展，如玻璃鋼游艇,、汽車,、浴盆等。玻璃鋼在軍工方面的應(yīng)用又不斷上升,，如軍用車輛,、船艇、防彈裝備,、飛機(jī),、火箭、導(dǎo)彈,、潛艇等軍需品上的部件,。許多國(guó)家（如英、法、德,、日本等）相繼在飛機(jī),、導(dǎo)彈、船舶,、交通運(yùn)輸,、建筑、石油化工,、電工機(jī)械等方面廣泛地應(yīng)用了玻璃鋼制品,。目前各國(guó)玻璃鋼產(chǎn)品品種已達(dá)幾萬種。
在我國(guó),，玻璃鋼的發(fā)展雖然起步較晚,，但發(fā)展速度很快，在國(guó)防,、科技和工農(nóng)業(yè)各部門的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,，產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)。由于我國(guó)有豐富的石油資源和礦產(chǎn)資源,，隨著石油工業(yè)和無機(jī)非金屬材料的發(fā)展,，也將為玻璃鋼工業(yè)的發(fā)展提供充足的原材料。因此,，我國(guó)的玻璃鋼工業(yè)在不久的將來將會(huì)形成一種新興的產(chǎn)業(yè),。
3 u2 ^6 u6 E( X9 u    以上節(jié)選了有關(guān)玻璃鋼的概況，要說明的是通常的玻璃鋼,，就是指加了玻璃纖維的環(huán)氧樹脂,，可以在常溫固化或是高溫固化（高溫固化增強(qiáng)塑料），通常是不透明的塑料質(zhì)的材料,。
0 e* |% q1 n1 t; c2 m    還有一種材料叫鋼化玻璃,，它是在制作玻璃時(shí)，讓它急速冷卻,，好像是鋼材的淬火,，使得玻璃變得硬化，但是它也是有缺點(diǎn)的,，由于它是急速冷卻制成,，如果內(nèi)應(yīng)力控制的不好，就容易自爆�,，F(xiàn)在性能更優(yōu)越的是夾膠玻璃,，普遍用于汽車的前風(fēng)擋玻璃好的材料是三層玻璃夾兩層纖維膜，防彈玻璃也是玻璃夾塑料材料,。
以上兩種材料比較容易搞混,，特此說明，如有不對(duì)之處，請(qǐng)大家指正,。

天地之間

2樓和3樓的寫的很不錯(cuò),，我們現(xiàn)在生產(chǎn)的減速起動(dòng)機(jī)里面用到的也是玻璃鋼加強(qiáng)環(huán)，我把樓上的資料總結(jié)了一下,，做成了附件,，WORD格式，讓大家下載,，很不錯(cuò)的一份資料,！謝謝2樓和3樓的兄弟，有空常來社區(qū)逛逛,！

天思

   謝謝各位大蝦,！資料和詳細(xì)也很全面！

preston

我也是做這個(gè)的,我們的工藝主要有:手糊成型(HLU ),輕型RTM,SMC三種,而且以SMC為主導(dǎo)

techwinr

謝謝各位大蝦,！資料和詳細(xì)也很全面,！

james1226

謝謝分享！,！

cathydai

回復(fù) 天地之間 的帖子

+ O3 X' S6 U/ X5 W# b樓主,，我威望不足，你能否發(fā)到我的郵箱里�,�,？非常感謝！
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天空的櫻花

回復(fù) thomas1960 的帖子
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呆了,，老哥牛啊,，學(xué)習(xí)了呵呵，好東西收了