玻璃纤维增强塑料

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1、玻璃纤维增强塑料（FRP）基础知识一．什么是复合材料指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的才料，通过某种技术方法结合组成另一种能够满足人们需求的新材料，叫做复合材料。二．什么是玻璃纤维增强塑料（FiberReinforcedPlastics）指用玻璃纤维增强，不饱和聚酯树脂（或环氧树脂；酚醛树脂）为基体的复合材料，称为玻璃纤维增强塑料。简称FRP由于其强度相当于钢材，又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽;形体和耐腐蚀；电绝缘；隔热等性能，在我国被俗称为“玻璃钢”。这个名称是原中国建筑材料工业

2、部部长赖际发在1958年提出的一直延用至今。三．FRP的基本构成基体（树脂）+增强材料+助剂+颜料+填料1．基体（树脂）：环氧树脂；酚醛树脂；乙烯基树脂；不饱和聚酯树脂；双酚A等2．增强材料（纤维）：玻璃纤维；碳纤维；硼纤维；芳纶纤维；氧化铝纤维；碳化硅纤维；玄武岩纤维等。3．助剂：引发剂（固化剂）；促进剂；消泡剂；分散剂；基材润湿剂；阻聚剂；触边剂；阻燃剂等。4．颜料：氧化铁红；大红粉；炭黑；酞青兰；酞青绿等。多数为色浆状态。5.填料：重钙；轻钙；滑石粉（400目以上）；水泥等。PVC：聚氯乙烯，硬

3、PVC和软PVC，硬PVC有毒。PPR：聚丙烯。PUR：泡沫。PRE：聚苯醚。尼龙：聚酰胺纤维。FRP的发展过程：无法确定发明人。四．FRP材料的特点：1．优点：（1）质轻高强：FRP的相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5但是拉伸强度却接近甚至超过碳素钢，而强度可以与高级合金钢相比，被广泛的应用于航空航天；高压容器以及其他需要减轻自重的制品中。（2）耐腐蚀性好：FRP是良好的耐腐蚀材料，对于大气；水和一般浓度的酸碱；盐及多种油类和溶剂都有较好的抵抗力，已经被广泛应用于化工防腐的各个方

4、面。正在取代碳钢;不锈钢;木材；有色金属等材料。（3）电性能好：FRP是优良的绝缘材料，用于制造绝缘体，高频下仍能保持良好的介电性，微波透过性良好，广泛应用于雷达天线罩；微波通讯等行业。（4）热性能好：FRP导电率低，室温下为1.25~1.67KJ只有金属的1/100~1/1000是优良的绝热材料。在瞬间超高热情况下，是理想的热保护和耐烧蚀材料。（5）可设计性好：可根据需求充分选择材料来满足产品的性能和结构等要求。（6）工艺性能优良：可以根据产品的形状来选择成型工艺且工艺简单可以一次成型。2．缺点：（

5、1）弹性模量低：FRP的弹性模量比木材的大2倍但比钢才小10倍，因此在产品结构中常感到刚性不足，容易变形。解决的方法，可以做成薄壳结构；夹层结构也可以通过高模量纤维或加强筋形式来弥补。（2）长期耐温性差：一般FRP不能在高温下长期使用，通用聚酯树脂的FRP在50度以上强度就会明显下降。（3）老化现象：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下降。（4）层间剪切强度低：层间剪切强度是靠树脂来承担的，所以较低。可以通过选择工艺，使用偶联剂等方法来提高层间粘结力，在产品设计时尽量避免使层间

6、受剪。五．FRP的原料1.不饱和聚酯树脂：是热固性树脂中最常用的一种。它是由饱和二元酸；不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线性聚合物，经过交联单体或活性溶剂形成的具有一定粘度的液体。常用热固性树脂主要有不饱和聚酯树脂（间苯型;邻苯型；双酚A型）；乙烯基树脂；环氧树脂。它的相对分子量大多在1000~~3000范围内，没有明显的熔点，它能溶于单体具有相同结构的有机溶剂中。2．增强材料：FRP中玻璃纤维是制品中主要的增强材料。玻璃纤维的单丝的直径从几个微米到二十几个微米不等，相当于人头发的1/20~~1/5，每

7、束纤维原丝有数百到数千根单丝组成。玻璃纤维：毡；布；束；毡和布的混合物。毡：表面毡和连续毡。规格有380克/平方米，450,600,300,900.布：规格有580克/平方米，810克/平方米，宽度1米，2.4米，长度50米，80米，100米。3．助剂：（1）引发剂（固化剂）：指在聚合反应中能使单体分子或线性分子链中含有双键的低分子活化而成为游离基并进行连锁反应的物质。引发剂按化学组成和结构分类为a.有机过氧化合物类b.偶氮化合物c.复合引发剂（2）促进剂：一般为异锌酸钴，在固化过程中能降低引发温度，

8、促使有机过氧化物在室温下产生游离基的物质。（3）消泡剂：主要能加速消除反应中产生的气泡。六．FRP的成型方法1.FRP的成型方法可基本分为湿法接触成型和干法接触成型两大类。2．按工艺特点来分类可以分为：（1）手糊成型法（HLU）（2）喷射成型法（SU）(3)树脂传递成型法（TRM）（4）冷压成型（CP）（5）金属对模模塑法（MMD）（6）纤维缠绕成型法（FW）（7）拉挤成型法（PULT）(8)真空袋法（VB）（9）热压法（AC）SMC（工艺名称）：片状模