玻璃鋼產(chǎn)品樹(shù)脂含量的測(cè)定教學(xué)設(shè)計(jì)

1、冀州市職教中心 教學(xué)設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì)授課學(xué)科：玻璃鋼授課班級(jí)：授課教師：馬玉雙授課章節(jié)：項(xiàng)目五 任務(wù)二授課類(lèi)型：新授學(xué)時(shí)安排：3授課題目：璃璃鋼樹(shù)脂含量的測(cè)定教學(xué)目的：1、了解樹(shù)脂對(duì)玻璃鋼整體強(qiáng)度的影響2、熟悉玻璃鋼樹(shù)脂含量的常用測(cè)定方法 3、掌握主要測(cè)試儀器的使用方法 和測(cè)試的具體要求教學(xué)重點(diǎn)：1、玻璃鋼樹(shù)脂含量的常用測(cè)定方法 2、主要測(cè)試儀器的使用方法和測(cè)試的具體要求教學(xué)難點(diǎn)：玻璃鋼樹(shù)脂含量的常用測(cè)定方法教學(xué)方法：講授與討論相結(jié)合教學(xué)準(zhǔn)備：試驗(yàn)儀器 教學(xué)課件設(shè)計(jì)思路：講解 演示 總結(jié) 練習(xí) 教 學(xué) 過(guò) 程設(shè)計(jì)思路及時(shí)間分配課前探究：導(dǎo)入新課：玻璃鋼樹(shù)脂含量檢測(cè)的重要性和常用的具體方法有哪些？

2、教學(xué)內(nèi)容: 任務(wù)二 玻璃鋼樹(shù)脂含量檢測(cè)一、概述 （一）樹(shù)脂對(duì)玻璃鋼整體強(qiáng)度的影響 玻璃鋼是由玻璃纖維和村脂組成的復(fù)合材料，玻璃纖維是玻璃鋼中的主要承力部分，而樹(shù)脂則是玻璃鋼的基體，它能把松散的玻璃纖維粘結(jié)成整體，在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中樹(shù)脂還能起應(yīng)力傳遞作用，因此，樹(shù)脂對(duì)玻璃鋼整體強(qiáng)度的發(fā)揮起著重要作用。1、樹(shù)脂與纖維的比例必須適當(dāng)，樹(shù)脂含量過(guò)高，則玻璃鋼強(qiáng)度下降；樹(shù)脂含量過(guò)低，纖維粘結(jié)不好，不能正常發(fā)揮玻璃鋼強(qiáng)度，而且氣密性、耐腐蝕性能都要下降。 同時(shí)不同類(lèi)型產(chǎn)品對(duì)樹(shù)脂含量要求也不相同。一般纏繞制品樹(shù)脂含量偏低，而手糊制品偏高。 2、樹(shù)脂含量的測(cè)定的必要性 測(cè)定玻璃鋼樹(shù)脂含量的重要性玻璃鋼樹(shù)脂含量的

3、測(cè)定方向可以檢驗(yàn)玻璃鋼產(chǎn)品質(zhì)量，另一方而樹(shù)脂含量也是工藝設(shè)計(jì)中必不可少的參數(shù)之 。所以對(duì)玻璃鋼中樹(shù)脂含量進(jìn)行測(cè)定是必要的。 、 （二）玻璃鋼樹(shù)脂含量的測(cè)定方法 1、化學(xué)腐蝕法化學(xué)腐蝕法它是利用化學(xué)溶液在一定條件下使樹(shù)脂基體完全分解而不過(guò)分地腐蝕纖維從而計(jì)算出樹(shù)脂含量。常用的化學(xué)溶液有硝酸、硫酸、二甲基亞礬等。2、其他方法可采用熱解重量分析法、計(jì)算法、顯微鏡法及空氣灼燒法。通常情況下采用空氣灼燒法。因?yàn)楸痉椒ú僮鞣奖?，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)方法重復(fù)性好，易于推廣。 目前其它先進(jìn)復(fù)合材料在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。如碳復(fù)合材料(稱(chēng)cfrp)、有機(jī)纖維復(fù)合材料(稱(chēng)afrp)及幾種纖維混雜材料組成復(fù)合材料

4、。這些材料樹(shù)脂含量測(cè)定均與玻璃鋼不同，由于這些纖維存在著灼燒會(huì)氧化問(wèn)題，因此多采用溶液消化法或幾種方法結(jié)合進(jìn)行樹(shù)脂含量測(cè)定。 本方法可參照gb2577玻璃鋼樹(shù)脂含量測(cè)定，gb3855碳纖維增強(qiáng)塑料樹(shù)脂含量測(cè)定及混雜纖維增強(qiáng)塑料纖維含量測(cè)定。 is01172玻璃織物增強(qiáng)塑料燒失量測(cè)定、astmd2584固化增強(qiáng)樹(shù)脂燒蝕量標(biāo)準(zhǔn)方法、astmd3171用基體消化法測(cè)定樹(shù)脂基復(fù)合材料纖維含量、sampe v。23(1978)關(guān)于固化的石墨環(huán)氧復(fù)合材料纖維含量測(cè)定、美國(guó)聚合物l工程雜志1979年發(fā)表的“kev1ar一49環(huán)氧復(fù)合材料纖維體積份數(shù)測(cè)定”等均可做參考。 二、方法提要 本方法采用灼燒法測(cè)定玻璃

5、鋼樹(shù)脂含量。原理 ：原理是利用在高溫下(60020)，玻璃鋼試樣中樹(shù)脂能完全灼燒而纖維能保留下來(lái)的特點(diǎn)。從灼燒前后試樣質(zhì)量變化計(jì)算樹(shù)脂含量(也可換算成纖維含量)。 在試樣灼燒過(guò)程中，做為增強(qiáng)材料的玻璃纖維通常用輔助劑(如表面處理劑等)在所規(guī)定的溫度下絕大部分消失，故同樹(shù)脂含量一起計(jì)算。如果玻璃纖維在所選溫度下不穩(wěn)定或玻璃纖維變脆，試樣內(nèi)部有沒(méi)完全燃燒的樹(shù)脂，則可適當(dāng)調(diào)整灼燒溫度。 三、試驗(yàn)條件（一） 儀器設(shè)備 :包括能控制在450650控溫精度為20的馬弗爐、感量01mg的分析天平及瓷坩堝(30ml)、干燥器、坩堝鉗等。 （二）試樣制備 試樣制備參照gbl446纖維增強(qiáng)塑料試驗(yàn)方法總則中有關(guān)規(guī)

6、定。 具體要求 ：試樣質(zhì)量為25g，試樣最大尺寸為25255mm，每組3個(gè)試樣。1、當(dāng)試驗(yàn)材料厚度小于5mm時(shí)，試樣厚度取原始厚度；2、當(dāng)試驗(yàn)材料厚度大于5mm時(shí)，保留原始厚度，取其它方向(長(zhǎng)、寬)的尺寸等于或小于5mm。 3、蜂窩夾層結(jié)構(gòu)材料的試樣制備應(yīng)視對(duì)樹(shù)脂含量要求和蜂窩大小而定，或者先取一個(gè)或幾個(gè)完整蜂窩編為一個(gè)試樣，然后把蒙皮與芯子分開(kāi)；或者先把蒙皮與芯子分開(kāi)，然后分別取樣。4、對(duì)于厚度特別大的制品和夾層結(jié)構(gòu)取樣時(shí)可按試驗(yàn)規(guī)定的質(zhì)量和厚度，在有代表性部位酌情分層選取。 對(duì)于具有不同結(jié)構(gòu)層的管道如果需要可先仔細(xì)剝離后再小心分層取樣，并分別測(cè)定樹(shù)脂含量。 、（三）測(cè)試前試樣應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理預(yù)

7、處理方式可選下列之一種： 室溫干燥器內(nèi)放置24小時(shí)： 80烘箱內(nèi)干燥2小時(shí)。四、試驗(yàn)方法（1）恒重 首先恒重坩堝(在625下恒重，二次稱(chēng)量結(jié)果相差不超過(guò)1mg即為恒重了)并稱(chēng)其質(zhì)量。精確至0 .1mg。（2）灼燒 再把稱(chēng)量制備好的試樣放坩堝中，由室溫升至400恒溫30分鐘。再升至625灼燒直到全部碳消失。（3）干燥、稱(chēng)量 把灼燒后的坩堝及殘余物取出放干燥器中冷卻至室溫，稱(chēng)量，精確至0.1m，重復(fù)灼燒、恒溫、冷卻、稱(chēng)量。直到兩次連續(xù)稱(chēng)量結(jié)果相差不超過(guò)1mg為止。 五、結(jié)果計(jì)算 玻璃鋼樹(shù)脂質(zhì)量百分含量計(jì)算公式 wr=（m2m3）/（m2m1）100 式中 wr 玻璃鋼樹(shù)脂質(zhì)量百分含量（） m1坩堝

8、質(zhì)量 （g） m2灼燒前坩堝和試樣質(zhì)量； m3灼燒后坩堝和試樣殘余物總質(zhì)量（g） 玻璃鋼試樣樹(shù)脂含量以三個(gè)試樣的算術(shù)平均值表示。 該公式計(jì)算的玻璃鋼樹(shù)脂含量中還包括增強(qiáng)材料的浸潤(rùn)劑及小部分可燒掉的低分子物質(zhì)，如有必要可用空白試驗(yàn)校正。六、影響因素1. 研究發(fā)現(xiàn)玻璃鋼試樣的質(zhì)量對(duì)測(cè)試結(jié)果沒(méi)有影響。但試樣厚度影響測(cè)試結(jié)果。 同樣尺寸不同厚度的玻璃鋼試樣，灼燒至樹(shù)臘完全分解(恒重)的時(shí)問(wèn)是不同的。 厚度0.5mm的試樣灼燒20分鐘試樣恒重；厚度1.0mm試樣需灼燒60分鐘才能恒重；而厚度為15mm的試樣灼燒到100分鐘仍未恒重。說(shuō)明了樹(shù)脂沒(méi)完全分解，而且剝開(kāi)灼燒后試樣發(fā)現(xiàn)厚1 .0mm及1.5mm的

9、試樣中間仍有殘余的碳存在。說(shuō)明了對(duì)同樣尺寸試樣來(lái)說(shuō)燃燒速度只與層厚有關(guān)。 試樣太厚空氣不易進(jìn)入中間層使之燃燒不完全。所以測(cè)定樹(shù)脂含量的試樣不宜太厚，方法中規(guī)定樣厚以等于或小于5mm是適宜的。 2試樣預(yù)處理 預(yù)處理的目的是除去玻璃鋼吸附的水。為了確定預(yù)處理方式，首先對(duì)玻璃鋼的吸濕性進(jìn)行比較。玻璃鋼無(wú)論在實(shí)驗(yàn)室還是在濕度較大的環(huán)境中都有吸濕現(xiàn)象存在。在做精確測(cè)定時(shí)需經(jīng)過(guò)除濕處理。測(cè)試前預(yù)處理方式可選下列之一種： 室溫干燥器內(nèi)放置24小時(shí)： 80烘箱內(nèi)干燥2小時(shí)。3.灼燒溫度 灼燒溫度直接影響測(cè)試結(jié)果。 選擇灼燒溫度的原則是在該溫度下樹(shù)脂基本要完成分解單對(duì)玻璃纖維沒(méi)有影響。為此，采用相同試樣在不同溫

10、度下灼燒來(lái)選擇合適的灼燒溫度。試樣在550600灼燒至恒重僅需10分鐘；在500下灼燒至恒重需15分鐘以上；而在400450下灼燒至恒重需3050分鐘，而且灼燒后殘余物呈灰色，顯然是燃燒不完全。而600下燃燒后的殘余物呈白而亮的玻璃絲狀。因此，玻璃鋼的最終灼燒溫度選用600.方法中規(guī)定的灼燒制度為： 室溫升至350400，恒溫30分鐘，再升到60020，恒溫。直到全部碳消失。采用這種灼燒制度可以解決由于我國(guó)南北方氣溫相差大，馬弗爐結(jié)構(gòu)及功率不同等因素而導(dǎo)致的升溫速度不同對(duì)測(cè)試結(jié)果產(chǎn)生的誤差。板書(shū)設(shè)計(jì)：任務(wù)二 玻璃鋼樹(shù)脂含量檢測(cè)一、概述 （一）樹(shù)脂對(duì)玻璃鋼整體強(qiáng)度的影響1、樹(shù)脂與纖維的比例必須適

11、當(dāng)，樹(shù)脂含量過(guò)高，則玻璃鋼強(qiáng)度下降；樹(shù)脂含量過(guò)低，纖維粘結(jié)不好，不能正常發(fā)揮玻璃鋼強(qiáng)度，而且氣密性、耐腐蝕性能都要下降。 2、樹(shù)脂含量的測(cè)定的必要性 玻璃鋼樹(shù)脂含量的測(cè)定可以檢驗(yàn)玻璃鋼產(chǎn)品質(zhì)量，另一方而樹(shù)脂含量也是工藝設(shè)計(jì)中必不可少的參數(shù)之 。所以對(duì)玻璃鋼中樹(shù)脂含量進(jìn)行測(cè)定是必要的。（二）玻璃鋼樹(shù)脂含量的測(cè)定方法 1、化學(xué)腐蝕法化學(xué)腐蝕法它是利用化學(xué)溶液在一定條件下使樹(shù)脂基體完全分解而不過(guò)分地腐蝕纖維從而計(jì)算出樹(shù)脂含量。常用的化學(xué)溶液有硝酸、硫酸、二甲基亞礬等。2、其他方法 二、方法提要 本方法采用灼燒法測(cè)定玻璃鋼樹(shù)脂含量。原理 ：原理是利用在高溫下(60020)，玻璃鋼試樣中樹(shù)脂能完全灼燒而

12、纖維能保留下來(lái)的特點(diǎn)。從灼燒前后試樣質(zhì)量變化計(jì)算樹(shù)脂含量(也可換算成纖維含量)。 三、試驗(yàn)條件（一） 儀器設(shè)備 :包括能控制在450650控溫精度為20的馬弗爐、感量01mg的分析天平及瓷坩堝(30ml)、干燥器、坩堝鉗等。 （二）試樣制備 試樣制備參照gbl446纖維增強(qiáng)塑料試驗(yàn)方法總則中有關(guān)規(guī)定。 具體要求 ：試樣質(zhì)量為25g，試樣最大尺寸為25255mm，每組3個(gè)試樣。試樣制備參照gbl446纖維增強(qiáng)塑料試驗(yàn)方法總則中有關(guān)規(guī)定。 （三）測(cè)試前試樣應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理預(yù)處理方式可選下列兩種： 、 室溫干燥器內(nèi)放置24小時(shí)： t 80烘箱內(nèi)干燥2小時(shí)。 四、試驗(yàn)方法 （1）恒重 首先恒重坩堝(在62

13、5下恒重，二次稱(chēng)量結(jié)果相差不超過(guò)1mg即為恒重了)并稱(chēng)其質(zhì)量。精確至0 .1mg。（2）灼燒 再把稱(chēng)量制備好的試樣放坩堝中，由室溫升至400恒溫30分鐘。再升至625灼燒直到全部碳消失。（3）干燥、稱(chēng)量 把灼燒后的坩堝及殘余物取出放干燥器中冷卻至室溫，稱(chēng)量，精確至0.1m，重復(fù)灼燒、恒溫、冷卻、稱(chēng)量。直到兩次連續(xù)稱(chēng)量結(jié)果相差不超過(guò)1mg為止。 五、結(jié)果計(jì)算 玻璃鋼樹(shù)脂質(zhì)量百分含量計(jì)算公式 wr=（m2m3）/（m2m1）100 式中 wr 玻璃鋼樹(shù)脂質(zhì)量百分含量（） m1坩堝質(zhì)量 （g） m2灼燒前坩堝和試樣質(zhì)量； m3灼燒后坩堝和試樣殘余物總質(zhì)量（g） 玻璃鋼試樣樹(shù)脂含量以三個(gè)試樣的算術(shù)平均值表示六、影響因素 1、試樣的質(zhì)量 研究發(fā)現(xiàn)玻璃鋼試樣的質(zhì)量對(duì)測(cè)試結(jié)果沒(méi)有影響。但試樣厚度影響測(cè)試結(jié)果。 2試樣預(yù)處理 室溫干燥器內(nèi)放置24小時(shí)： 80烘箱內(nèi)干燥2小時(shí)。3.灼燒溫度 采用相同試樣在不同溫度下灼燒來(lái)選擇合適的灼燒溫度。.方法中規(guī)定的灼燒制度為： 室溫升至350400，恒溫30分鐘，再升到60020，恒溫。直到全部碳消失。采用這種灼燒制度可以解決由于我