玻璃钢基本知识

什么是玻璃钢玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP）是一种品种繁多，性能各别用途广泛的复合材料。它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。玻璃钢具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。与常用的金属材料相比，它还具有如下的特点：1、由于玻璃钢产品可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求自行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。因此，玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。2、玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地完成。3、玻璃钢材料，还是一种节能型材料。若采用手工糊制的方法，其成型时的温度一般在室温下或者在100℃以下进行，因此它的成型制作能耗很低。即使对于那些采用机械的成型工艺方法，例如模压、缠绕、注射、RTM、喷射、挤拉等成型方法，由于其成型温度远低于金属材料，及其他的非金属材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。综上所述，与传统的金属材料及非金属材料相比，玻璃钢材料及其制品，具有强度高，性能好，节约能源，产品设计自由度大，以及产品使用适应性广等特点。因此，在一定意义上说，玻璃钢材料是一种应用范围极广，开发前景极大的材料品种之一。玻璃钢（FRP）材料的优点和不足一、玻璃钢（FRP）的优点(1)玻璃钢（FRP)轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，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。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。(2)玻璃钢（FRP)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，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。(3)玻璃钢（FRP)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)玻璃钢（FRP)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1/100~1/1000，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蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。(5)玻璃钢（FRP)可设计性好①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。②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①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。②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。二、玻璃钢（FRP）的不足之处(1)玻璃钢（FRP)弹性模量低FRP的弹性模量比木材大两倍，但比钢（E=2.1×106）小10倍，因此在产品结构中常感到刚性不足，容易变形。可以做成薄壳结构、夹层结构，也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补。(2)玻璃钢（FRP)长期耐温性差一般FRP不能在高温下长期使用，通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降，一般只在100℃以下使用；通用型环氧FRP在60℃以上，强度有明显下降。但可以选择耐高温树脂，使长期工作温度在200~300℃是可能的。(3)玻璃钢（FRP)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、风纱雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。(4)玻璃钢（FRP)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、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力，最主要的是在产品设计时，尽量避免使层间受剪。玻璃钢的含义玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。例如，单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，是松软体。如果用合成树脂把它们粘合在一起，可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样，历史上形成了这个通俗易懂的名称“玻璃钢”，这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同志于1958年提出的，由建材系统扩至全国，现在还普遍地采用着。由此可见，玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料，国外称玻璃纤维增强塑料。随着我国玻璃钢事业的发展，作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等，无疑地，这些新型纤维制成的增强塑料，是一些高性能的纤维增强复合材料，再用玻璃钢这个俗称就无法概括了。考虑到历史的由来和发展，通常采用玻璃钢复合材料，这样一个名称就较全面了。玻璃钢行业的常用术语的简单介绍(一)1．板材一般指厚度在2毫米以上的软质平面材料和厚度在0.5毫米以上的硬质平面材料。3．半透明性物体只能透过一部分可见光，但不能通过它清晰地观察其他物体的性质。4．包封用涂刷、浸涂、喷涂等方法将热塑性或热固性树脂施加在制件上，并使其外表面全部被包覆而作为保护涂层或绝缘涂层的一种作业。5．薄膜一般指厚度在0.25毫米以下的平整而柔软的塑料制品。7．爆破强度塑料容器、管材、薄膜等在爆破试验时所能承受液体或空气对其连续施加的最大压力。8．变色因光、热、室外暴露、化学试剂作用而引起的塑料制品颜色的变化。9．表观密度单位体积的试验材料（包括空隙在内）的质量。10．表面电阻率平行于通过材料表面上电流方向的电位梯度与表面单位宽度上的电流之比，用欧姆表示。（注：如果电流是稳定的，表面电阻率在数值上即等于正方形材料两边的两个电极间的表面电阻，且与该正方形大小无关。）11．丙-阶段（C-阶段）某些热固性树脂在熟化反应中的最后阶段。该阶段中，树脂既不溶解也不熔融。12．波纹出现在塑料制品表面上的波状凹凸不平缺陷。13．不饱和聚酯分子主链上含有不饱和键的聚酯。14．差热分析一种分析物质的方法。试样与参与物质受同一程序温度控制时，记录试样与参比物质间的温差随时间或温度变化的分析方法。15．掺混料两种或两种以上聚合物形成的均匀混合料。15．冲击强度（1）材料承受冲击负荷的最大能力。（2）冲击负荷下，材料破坏时所消耗的功与试样的横截面积之比，用公斤·厘米/厘米2[牛顿·米/米2]。16．储存期性能可变化的物料（单体、树脂、涂料、粘结剂等）在一定条件下存放时，仍保持其可用性的最长时间。17．促进剂与催化剂或固化剂并用时，可以提高反应速率的一种用量较少的物质。18．单体能自身聚合或与其他类似的化合物共聚而生成聚合物的简单化合物。19．导热系数在稳定条件下，垂直于单位面积方向的每单位温度梯度通过单位面积上的热传导速率。单位为卡/厘米·秒·度[瓦/米·开]20．低聚物由少数链节组成的聚合物。如二聚体、三聚体、四聚体……或这些低聚物的混合物。注：也可以指分子量在几千以下的聚合物。21．分子量分子中各原子量的总和。注：聚合物是不同分子量同系物的混合物，其分子量需以统计平均分子量表示。22．分子量分布组成聚合物中不同分子量聚合物的相对量。注：此相对量按一定的概率函数分布，通常以分子量分布曲线表示。23．复合材料由两个或多个不同物理相组成的一种固体材料。24．呋喃树脂主链以呋喃环为主的聚合物。25．改性树脂为了改变树脂的加工性或物理性能等而加有改性剂的合成树脂。26．高分子/大分子由一种或几种链节重复构成而且分子量很大的分子（分子量一般从几千到几百万）。高分子有天然高分子和合成高分子两种。27．共聚合（作用）两种或两种以上的单体或单体与聚合物间进行的聚合。28．功率因数电容器中电介质电功率损耗的量度，即有效功率在功率与视在功率之比。用下面四种方式表示：（1）电容器中电介质消耗的功率（以瓦表示）与有效功率之比；（2）电流与电压矢量间相角φ的余弦；（3）损耗角δ足够小时，tanδ≈sinδ，此时可用损耗角δ的正切值表示。29．官能度单体能进行聚合反应的官能团数目。注：不饱和双键的官能度为2。30．光稳定性塑料材料在日光或紫外线照射下，抵抗褪色、变黑或降解等的能力。31．光学畸变当透过材料或由材料表面反射观察物体时，所见物体几何形状的改变。32．后成型不完全熟化的热固性塑料在加热加压下的后定型。33．后熟化热固性树脂成型后，通过放置或加热使之充分熟化的一种处理过程。34．黄色指数在标准光源下以氧化镁标准白板作基准，从试样对红、绿、蓝三色光的反射率（或透射率）计算所得的表示黄色深浅的一种量度。35．灰分材料经灼烧后剩余的无机残渣，用百分含量表示。36．混合料一种或多种聚合物与其他组分如填料、增塑剂、催化剂和着色剂等的混合物。37．击穿电压在一定条件下，引起绝缘材料绝缘破坏时所需的电压。38．挤拉成型把浸有树脂的连续纤维经口模挤拉并使其熟化成型为增强塑料制品的方法。39．甲-阶段某些热固性树脂制备的早期阶段。该阶段中，树脂能熔融，并可溶于某些溶剂（如乙醇、丙酮等）中。40．加聚（作用）由单体生成聚合物的一种化学反应，反应中没有水或其他分了副产物的释出，而且所生成的聚合物的元素成分与原用单体的成分相同。41．加聚物由加成聚合制得的聚合物。玻璃钢行业的常用术语的简单介绍(二)51．剪切强度shearstrength材料在剪切力作用下断裂时的最大应力，用公斤/厘米2[帕]表示。52．剪切应力shearstress作用于给定平面切向的应力或应力的分力。53．降解degradation由气候、热、光、氧、射线等作用引起的大分子链断裂或化学结构发生有害变化的反应。54．胶接adhesivebonding用粘合剂使相同或不同的固体表面结合为牢固整体的方法。55．交联crosslinking线型聚合物分子主链间的化学键结合。56．交联剂crosslinkingagent能使聚合物在分子主链间生成化学键的物质。57．交联聚合物crosslinkingpolymer由交联生成的聚合物。58．浇铸casting在不加压或稍加压的情况下，交液态单体、树脂或其混合物注入模内并使其成为制品的方法。59．浇铸树脂castingresin能在无压或稍加压力的情况下，倾注于模具中并能硬化为一定形状制品的液态树脂。60．接触成型contactmoulding在不加压或稍加压（通常小于0.7公斤/厘米2,约70×103[帕]）的情况下制造增强塑料制品的方法。61．（相对）介电常数(relative)dielectricconstant以绝缘材料为介质与以真空为介质制成同尺寸电容器的电容量之比。注：在标准大气压下，空气的相对介电常数等于1.00053。因此，实际上，以空气为介电质的电容器能用作测定相对介电常数的基准，并能达到足够的精确度。62．介电强度dielectricstrength材料抵抗电击穿能力的量度。以试样击穿电压值与试样厚度之比表示，单位为千伏/毫米[伏/米]。63．介电损耗dielectricloss置于交流电场中的电介质以内部发热（温度升高）形式表现出来的能量损耗。64．接枝共聚物graftcopolymer聚合物主链的某些原子上接有与主链化学结构不同的聚合物链段的侧链的一种共聚物。65．浸渍impregnation使树脂渗入多孔材料（如纺织品、