玻璃鋼離心風機的技術知識

1、玻璃鋼離心風機的技術知識1、什么叫玻璃鋼？答：“玻璃鋼”是中國的名稱，國外稱為“玻璃纖維增強塑料”，用縮寫的英文字母FRP表示，因此玻璃鋼實質上是纖維增強塑料。用玻璃纖維區(qū)增強熱塑性樹脂，可稱為熱塑性玻璃鋼，用英文字母FRIP表示；用玻璃纖維區(qū)增強熱固性樹脂，就叫做熱固性玻璃鋼，即通常說的FRP。目前生產的玻璃鋼主要是指熱固性玻璃鋼而言。我國從1958年開始搞FRP以來，“玻璃鋼”的名稱已經家喻戶曉了。到了70年代，在中國的北方又出現(xiàn)了一種“無機玻璃鋼“，其主要原料氧化鎂來源于遼寧、山東等省。無機玻璃鋼出現(xiàn)后，隨著我國FRP事業(yè)的發(fā)展而迅速發(fā)展，特別是到了80年代，無機玻璃鋼企業(yè)像雨后春筍般出

2、現(xiàn)了。無機玻璃鋼實質上是將很久以前就在國內外出現(xiàn)的氯氧鎂水泥添加某些添加劑后，用玻璃纖維作增強材料而制得的一種復合材料，本書中以英文字母縮寫FRIM表示。由于無機玻璃鋼用的原料氯氧鎂水泥主要是由氧化鎂、氯化鎂等無機材料組成的，因此將此種復合材料稱為無機玻璃鋼。而通常所說的玻璃鋼FRP與無機玻璃鋼FRIM是兩種性能截然不同的材料，各有自己的優(yōu)缺點，為此，筆者經過數(shù)年研究實驗，找到了將兩者進行復合的辦法，而且復合的全過程，是在濕態(tài)下一次復合成功。這對改善玻璃鋼的性能，對擴大玻璃鋼產品的應用，將是十分有益的。2、FRP有哪些品種？ 答：FRP的品種由所用的樹脂而定，如用不飽和聚酯樹脂制成的，就叫做聚

3、酯FRP；用環(huán)氧樹脂制成的，就叫做環(huán)氧FRP。還有酚醛FRP、脲醛FRP、三聚氰胺甲醛FRP、聚氨酯FRP、有機硅FRP、丁苯FRP、聚丁二烯FRP等。我國目前FRP的常用樹脂以聚酯、環(huán)氧、酚醛三大樹脂為主。如果增強材料不用玻璃纖維，而是用棉纖維的其他纖維來增強，因與“玻璃”無緣，當然，不能稱為FRP，稱為塑料更妥當。3、FRP有哪些生產方法？答：基本上分兩大類，即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點來分，有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊發(fā)、袋壓法、噴射法、濕糊低壓發(fā)法和無模手糊法。目前世界上使用最多成型方法有以下四種。手糊法：主要使用國家有挪

4、威、日本、英國、丹麥等。噴射法：主要使用國家有瑞典、美國、挪威等。模壓法：主要使用國家有德國等。RTM法：主要使用國家有歐美各國、日本。我國有90%以上的FRP產品是手糊法生產的，其它有模壓法、纏繞法，層壓發(fā)等（見十一章）。24日本的手糊法仍占50%。從世界各國來看，手糊法仍占相當比重，說明它仍有生命力。手糊法的特點是用濕態(tài)樹脂成型，設備簡單，費用少，一次能糊10m以上的整體產品。缺點是機械化程度低，生產周期長，質量不穩(wěn)定。近年來，我國從國外引進了擠拉、噴涂、纏繞等工藝設備，隨著FRP工業(yè)的發(fā)展，新的工藝方法將會不斷出現(xiàn)。4、FRP的主要原料有哪些？答：主要有：玻璃纖維及其制品；樹脂；固化劑，

5、促進劑；其他材料，可根據(jù)產品性能需要來決定用不用，用多少，如填料、顏料、稀釋劑、光穩(wěn)定劑等，在以后各章中將分別介紹。5、常用聚酯樹脂的品種、規(guī)格、性能、用途如何？ 答：常用聚酯樹脂品種很多，按其性質區(qū)分有通用的、耐腐的、耐熱的、阻燃的、低收縮的等等，按其化學結構區(qū)分有順酐型、丙烯酸環(huán)氧酯型、丙烯酯型等等，隨著FRP的生產需要，各種新型樹脂不斷出現(xiàn)。下面把常用的各種牌號的聚酯樹脂列于表3-33。表3-33 常用聚酯樹脂牌號主要成分酸值/(mgKOH·g-1粘度(20)/(mPa·s)固體含量/%凝膠時間(25)/min用途及特點樹脂澆鑄體巴氏硬度吸水率/%熱變形溫度/密度(2

6、0)/(g·cm-1)斷裂伸長率(20)/%189乙二醇、苯酐、順酐、醋酐20282504505965825剛性、耐水、延伸率好，用于造船等450.11601.723182一縮乙二醇、苯酐、順酐1725650115073791121柔性，作環(huán)氧樹脂增韌191丙二醇、苯酐、順酐、光穩(wěn)定劑2836350±61671225剛性，生產透明波形瓦，木材保護500.17661.231.5195丙二醇、苯酐、順酐、MMA2735170±5.9653055透明80%以上，用于透明FRP60196丙二醇、一縮乙二醇、順酐、苯酐1735900±6470820半剛性，有彈性，

7、用于車身、船，表面光450.15721.232.0197乙二醇、雙酚A、環(huán)氧丙烷加成物、順酐917400105047531030耐化學腐蝕440.141101201.141.5198丙二醇、苯酐、順酐2028650±6167820剛性，中等耐熱500.231101.231.4199丙二醇、間苯二甲酸、反丁烯二酸2129600±58641121剛性，中等耐熱，電性能好，板材在120長期使用，耐腐500.251201301.21.1272間苯二甲酸1220350±56628纖維纏繞用，防腐蝕75302乙二醇、順酐、HET酸酐20281050707617自熄性好（10s

8、內）657901順酐、苯酐、含鹵素二元醇自熄性好，耐熱性高6471647酸酐、丙二醇、順酐4059耐熱，粘結性好牌號主要成分酸值/(mgKOH·g-1粘度(20)/(mPa·s)固體含量/%凝膠時間(25)/min用途及特點樹脂澆鑄體 巴氏硬度吸水率/%熱變形溫度/密度(20)/(g·cm-1)斷裂伸長率(20)/%184丙二醇、苯酐、順酐、季戊四醇2040熔點7080適于FRP干法成型，無緯帶浸漬307丙二醇、苯酐、順酐（或反丁烯二酸）5聚酯含量96%聚合速度13min剛性，用于船舶、天線反射面、化工設備3193乙二醇、苯酐、順酐、己二醇3240韌性，用于船舶電

9、機，車身306（004）乙二醇、苯酐、順酐、環(huán)己醇303535造船，車身油槽等1.81.333丙二醇、一縮乙二醇、間苯二甲酸（間苯型）15231100210065716.520膠衣，有觸變性，硬度好，耐水34（鄰苯型）152710002500657182135新戊二醇型1119801605965720耐水煮，耐沖擊，耐污染400.1585隨著技術進步、產品及工藝上的需要，膠衣樹脂的品種隨之越來越多，有的專用于手涂，有的專用于噴涂。目前基本上分為鄰苯型和間苯型兩大類，比較之，間苯型優(yōu)于鄰苯型。像不飽和樹脂一樣：即使同一品種類型的，各生產廠家往往各有自己的牌號。此外，膠衣樹脂還有一些專用膠衣，如模

10、具膠衣、阻燃膠衣（OI30）、食品級膠衣等。因此FRP生產廠家應當根據(jù)自己的需要而選用。而且認為合用時，最好不要經常更換原料供應渠道。6.什么是填料？使用填料的原則是什么？答：填料是加入FRP中以改善某種性能或降低成本而本身又具有相對惰性的物質。填料并非是FRP中的必需材料，用不用、用多少都由FRP制造者根據(jù)產品性能的需要來決定。填料的使用可以提高某些性能，但用量過高，彎曲強度要下降。特別是大多數(shù)填料，即使很干燥也會影響樹脂的凝膠時間，因此在一般情況下，不必使用。使用填料時，可以參照一下幾個原則：（1）因為確實需要突出某種性能或工藝上十分需要，可以選用有關填料；（2）決定使用某種填料是同時，必

11、需考慮到帶來的不利影響的程度，例如聚酯FRP中，若使用炭黑或石墨粉，會影響制品的固化度；（3）根據(jù)實際經驗或通過實驗來確定恰當用量；（4）如果單純?yōu)榱私档统杀径鵂奚承┲匾阅苋ナ褂锰盍?，則不可取。7.填料給FRP的性能可以帶來哪些影響？ 答：大致有如下方面，供選用時參考。（1）加入某些無機填料能減少FRP體積收縮，防止翹曲、龜裂及內部裂紋，并提高耐熱性、自熄性、抗?jié)B性等。（2）纖維狀填料能改善沖擊及拉伸強度。（3）水合氧化鋁、三氧化二銻、氯化石蠟等可阻燃消煙。（4）氧化鎂、氧化鈣等增稠作用，可用于SMC。(5)活性二氧化硅、白炭黑、膨潤土以及乳液法生產的PVC粉末有觸變性，在FRP的垂直面上

12、施工可防止流膠，這些觸變性填料一般用量為1%5%。白炭黑又叫輕質二氧化硅，性能與炭黑相像，又是白色，故叫白炭黑，極細，容量為0.128g/cm3,吸收空氣中水分后易聚成粒子，烘干后恢復原狀。表面積、分散力、強度、抗撕力都較大，含二氧化硅80%85%，還可用作補強劑、潤滑劑等。(6)石墨粉、炭黑、鋁等金屬粉可使FRP導電。（7）金屬粉，氫氧化鋁、氫氧化鎂可使FRP導熱。（8）輝綠巖粉，增加強度和耐腐性（但有滲透性），輝綠巖的硬度78.（9）加入銀粉（鋁粉）耐紫外線，用于露天設備，防老化。（10）金剛砂（SiC）、氧化鋁、粘土、二氧化硅、石英粉、石墨、硫酸鋇、聚四氟乙烯粉可增加FRP耐磨性。（11

13、）云母，氧化鋁、瓷粉、鐵粉、水泥可提高電絕緣性能。（12）石棉纖維、鋁粉、玻璃纖維，可提高抗寒及沖擊韌性。（13）石英粉、氧化鋁、瓷粉、鐵粉、水泥可提高硬度、抗壓及起始模量。（14）氧化鋁，鈦白粉、瓷粉可增加粘結力。（15）石棉、云母、硅膠粉、酚醛樹脂可提高耐熱性。（16）滑石粉、氧化鋁、陶土、碳酸鈣、玻璃粉、石墨、石膏粉可降低成本，減少固化收縮。（17）加入碳酸鈣、滑石粉有利于著色。（18）加入滑石粉、二氧化硅、硫酸鋇、玻璃粉可提高耐腐蝕性。（19）玻璃空心微珠，密度小，約0.080.24g/cm3,用于人造大理石、人造瑪瑙做填料，漂浮率93%。（20）漂珠，又稱空心微珠，是空心玻璃小球，來

14、源于粉煤灰，是一種多功能的無機填料。用于無機玻璃鋼中較理想，密度小，約0.50.7g/cm3,含碳2%，容量310340kg/m3，粒徑2200m。(二)、玻璃鋼生產1.手糊成型的工藝過程如何？答：FRP產品的成型過程也就是玻璃鋼產品質量的形成過程。文明生產對FRP產品來說是十分重要的，因為FRP可以看做是由各種材料組成的一個復合結構；而這種結構受到工藝過程中的各種因素制約。因此，手糊成型看起來方便簡單，不需過多設備和工具。但手糊成型恰恰是工藝要求嚴格、需要熟練的操作技術，并不是簡單的工藝方法。本章將詳細介紹FRP的工藝過程及其影響因素。圖9-1所示為玻璃鋼車間生產流程。 配料間 剪布間 糊

15、制 車 間 無塵間 模具保養(yǎng)間 產品加工 熱固化室檢 驗 入 庫圖9-1 玻璃鋼車間生產流程2.施工人員如何合理分工？答：FRP是一種復合材料，又是手糊操作，與金屬產品的機械加工不同，對于人的因素依賴性很大，在國外，對操作人員進行了詳細分工，并提倡一專多能。在此前提下作了如下分工：清潔工；模具保養(yǎng)修理工；打蠟噴涂膠衣工；裁剪工；配料工；糊制工。一專多能，相對分工，各負其責。沒有一批責任心強、技術水平高、有著良好的工藝作風的施工隊伍，要想生產出高質量、高水平的產品是不可能的。因此，經常性的專業(yè)培訓，進行智力投資是不可忽視的。3.FRP糊制前要做哪些清潔工作？答：清潔是FRP工人最易疏忽的工作，手

16、糊FRP產品與其說是工業(yè)品，不如說是工藝品。FRP的外觀最容易受到污染，做得好，能給人美感。而外觀質量好壞與清潔習慣和管理有密切關系。（1）模具清潔。 模面上的一切塵埃、微粒、油跡都直接影響到FRP的外觀。因此，模具用后要清理，用清潔劑清洗，最后用清水沖洗，不準用丙酮洗,包括用FRP制作的工具。（2）場地清潔。 每天要進行場地清潔，場地清潔有利于產品，也有利于人的健康，隨地吐痰、物件亂拋、樹脂滿地的壞習慣必須改變。（3）工具清潔。 我國一般是 “誰用的工具誰清潔”。在國外是專設清潔工，這樣做對大型產品、數(shù)量多的產品更為有利。隨著技術進步，以及社會對FRP產品越來越高的要求，F(xiàn)RP的生產方式不可

17、能像目前這樣，長期以來只靠一塊刮板定“終身”。新的材料、新的工具、新的技術必然要逐步應用到FRP的成型工藝中來，因此，F(xiàn)RP的生產人員，在提倡一專多能的基礎上。進行合理分工，勢在必行。這對技術的精益求精、提高產品質量、提高工作效率是有益的。4.如何裁剪玻璃布？答：（1）裁剪前根據(jù)需要，可以先進行脫蠟（指有蠟布），需化學處理的要進行化學處理，不要受潮，不受污染。（2）簡單形狀的制品，可按尺寸大小直接裁剪，復雜形狀的按預先制成的紙樣剪裁。（3）可以單層裁剪也可以數(shù)層一次裁剪。工具可有切紙機或被服廠用的電剪刀剪裁，也可用其他合適剪刀，刀口都要鋒利。5.如何進行膠衣施工？答：膠衣是指FRP表面所帶的既

18、有保護作用、又有裝飾作用的樹脂層。上膠衣時應注意如下問題。（1）脫模劑完全干燥后才能上膠衣。（2）涂刷或噴涂要均勻，太厚，易裂易剝落；太薄，失去保護作用。日本用量為450600g/m2，厚度不超過0.30.4mm。噴涂時，噴槍與模面成90°左右，平行移動，一般用2.5mm口徑噴槍，壓力0.40.5Mpa（指噴槍處壓力），噴涂距離保持3040cm。國內要求厚度為0.250.4mm,即300500g/m2。涂刷膠衣時，最好涂兩層，等第一層初凝后再涂第二層，這樣比較均勻，每次間隔時間大約為4060min。 （3）膠衣層可用表面氈增強。 （4）如果想使膠衣層用量減少到最低限度，又怕下面的纖維

19、或其他顏色顯現(xiàn)出來，可以在緊靠膠衣的12層布或氈中用和膠衣相同顏色的樹脂。 （5）膠衣中不能混入機械雜質，可用舊的薄型婦女尼龍襪過濾（特別是噴涂用的膠衣）。（6）膠衣涂后，若需要加快凝膠速度，日本資料介紹，可放在直射陽光下，也可以用紅外線燈照射，為防止局部溫度過高，應不時移動，以保持穩(wěn)定平衡。（7）膠衣粘度，可用3%5%的丙酮或苯乙烯來調節(jié)。用苯乙烯時，產品硬度增大，只在要求耐溶劑、耐熱劑時使用，總之都應少用。 （8）環(huán)境濕度太大時，可用送風機送熱風或者使用紅外線燈來提高溫度。（9）冬季低溫時為了降低膠衣或樹脂的粘度，應在使用前的23h將膠衣或樹脂轉到暖室內。（10）為了不讓FRP透光，可在第

20、一層膠衣固化后，再噴一層黑膠衣或在FRP施工安裝完成后，在內表層用毛刷涂一層著色聚酯。6.FRP產品如何糊制？ 答：（1）待膠衣初凝，手感軟而不粘時，立即鋪層糊制。鋪層要按層次安排進行，膠衣后面的一層要仔細成型，完成后可停歇一段時間，等不粘手再鋪第二層，成型時反復刮擠，樹脂含量越小越不易變形，樹脂凝膠時間調整為1h左右為好，以便減少成型后變形。 （2）由于樹脂固化收縮，易使布紋凸起，造成表觀不平滑，為此，表層除用膠衣外還可用0.060.1mm厚的薄布、表面氈，甚至用紙或有機纖維布做表面。還可用普通樹脂加入粉末填料（由產品性能需要而定）來代替膠衣樹脂。不過，樹脂都要飽和。 （3）緊貼膠衣的增強材

21、料，最好用12層短切纖維氈，或用0.2方格布，要注意排除氣泡。樹脂也要飽和，這樣有利于浸透和排除氣泡。（4）制品的厚度超過7mm，據(jù)有關資料介紹可分兩次成型。等放熱緩慢時再繼續(xù)。由于國外用的是無蠟樹脂，即使到第二天表面仍是粘的，可再繼續(xù)糊制。直到最后一層才用有蠟樹脂，防止制品表面發(fā)粘。（5）日本的FRP的糊制（稱為積層）一般是在膠衣層上，按GC-M-M-R-M-RM或GC-M-R-M-R-M-R-M.的積層方法進行。尤其在噴涂成型時更是如此。其中GC表示膠衣，M表示短切玻纖氈，R表示無捻粗紗玻纖布（也有用C表示玻纖布，S表示表面氈）。一般不用“RR”積層方法。（6）國內在糊制厚壁制品時，為防止

22、固化時發(fā)熱量過大（見問71的放熱曲線），如確需中途停下實行多次成型時，只有將前一次已固化的含蠟表面磨去才能繼續(xù)。中途如果停頓，應盡量在固化之前就繼續(xù)糊制。什么叫厚壁制品？有人說鋪層到可能因發(fā)熱而變形，影響繼續(xù)作業(yè)為止；有人說厚度10mm，說法不一。國外也有人講，5mm以上厚的FRP，一次鋪層會有困難，可分階段進行。(7)玻纖布之間的接縫應互相錯開,一般搭縫寬度不小于50mm,有人說可以搭接布的1/2,糊完一層后再于第二層補上1/2。轉角、法蘭、入孔等受力處，可增加布層，但布的尺寸要由小到大。凡是棱角處要盡量不在此處搭接，這些都要在成型前就考慮周到。每次鋪層，不得同時鋪兩層以上的布。（8）若玻纖

23、布正交鋪覆，則FRP兩個方向上的力學性能相同，要想FRP各相同性，則需用氈作增強材料，或將布作0°、45°、90°、135°、0°依次鋪覆即可。另外要考慮到纖維的連續(xù)性，在受拉方向要盡量使纖維連續(xù)，甚至使用單向纖維增強或使用單向布。（9）含膠量。用方格布時，含膠量控制在50%55%；用氈時，控制在70%75%。最好逐層稱布，樹脂定量使用。（10）糊制工具。國內常用工具前面已介紹過，國外常用的工具很多，如各種毛轆（毛輥）、鐵輥、毛刷等。大面積產品使用毛轆，據(jù)說效果較佳，在轉角處及小型產品，一般采用毛刷，毛刷的缺點是容易造成玻纖曲折，影響強度。（1

24、1）為了提高產品的強度，有時在產品中埋入加強筋。要這樣做，應在鋪層達到70%以上時再埋入，這樣不致影響表層質量。埋入件不論是金屬（聚酯中避免用銅）、木材，還是泡沫塑料，都要去油洗凈，為防止位移，應稍加固定。（12）糊制時用力沿布的經向和緯向順一個方向趕氣泡，或從中間向兩頭趕氣泡，使補層貼緊，含膠量均勻。（13）遇到直角、銳角等尖角時，又不能改變原設計，可在這里填充玻璃纖維加樹脂。國外用聚酯:滑石粉=1:1拌成膩子，先用膠布遮掉尖角的其他部分，然后用FRP做成圓弧狀刮板，將膩子刮到尖角里。未固化前揭下膠布，固化后用280#、320#、460#砂紙來打磨膩子，然后再鋪層。（14）在垂直面上糊制，為

25、防止或減少流膠，可在樹脂中加適量觸變劑。（15）對于大型產品，中央不能站人，可用懸吊式腳手架，以便施工。（16）糊制時，可打開窗戶自然通風，可用電風扇或列車吊扇通風。特別是大型的凹形模具內，容易積聚苯乙烯氣體，因苯乙烯被空氣約重3倍，無通風時，凹處含量可達300ml/m3，有通風時約為2030ml/ m3，因此，不及時排除既影響工人身體，也影響樹脂固化（發(fā)粘）。筆者曾于1992年初，帶隊去外地一個大型鋼板酸槽的防腐內襯工程，一天早晨獨自下到槽底檢查頭天FRP的固化情況，越往下走氣味越強烈，幾乎昏倒，最后屏住呼吸才脫離現(xiàn)場，十分危險。（17）拐角處的圓角R的限制是：內側R>5mm，外側R&

26、gt;2mm，若太小，由于玻纖的回彈，易在拐角處產生氣泡。（18）糊制完畢。要使落成面上也能帶膠衣，可以先將剛糊完尚未凝膠的落成面進行修整，使之平整無毛刺，在凝膠開始時的放熱期間，隨即涂刷加有蠟液的膠衣樹脂，或用加有觸變劑的普通樹脂在落成面上涂12層富樹脂層。若膠衣是帶色的，可在緊貼膠衣層的一層布中用和膠衣或富樹脂層相同顏色的樹脂。這樣可使FRP產品兩面帶膠衣或富樹脂使之兩面光。糊制完畢，工具要清洗干凈，如用過的毛刷浸在油漆稀釋劑或丙酮中，仍在變硬，無法再用，因此，必須將樹脂洗去，再干燥備用。（19）糊制工作看來簡單，如果沒有一定的熟練程度和認真態(tài)度，難以得到好的產品。因此要求糊制工作做到：快

27、速、準確、密實、含膠量均勻、無氣泡以及表面平整。特別在彎角處的鋪布方式以及處理方法是否科學合理，要靠糊制工的經驗。7.FRP制品應何如脫模？答：由于模具大小、形狀、材料等方面差異很大，因此脫模的方法也不完全相同，這里只舉出某些原則，以供參考。（1）脫模前先將超過模具邊緣的FRP毛邊、紗頭剪斷或鑿去，便于順利脫模。可用手觸摸樹脂，不黏手時即可把從模具中擠出來的樹脂用刀沿模具邊緣切除，既衛(wèi)生又有效，切口也漂亮，但是火候應掌握好，以既不太硬又不太黏為度。（2）脫模時，不能硬打硬敲，應根據(jù)模具形狀結構，因勢利導以智脫模。反對以力脫模，提倡以柔制剛。即使需要槌打，也只能用木槌或橡皮槌。（3）脫模工具最好

28、用木制、鋁制、鉛制得。以防止將產品表面劃傷。（4）工具脫模法用硬木、銅或硬塑料制成楔子輕輕楔入制品和模具之間恰當部位。也可以在上述基礎上，另在模具上設有氣孔，吹入壓縮空氣或注入高壓水，或者灌水讓PVA溶解，使之逐步分離?；蛘呃媚＞叩闹亓炕蛘弋a品之重量，起吊脫模，當然要預先做好起吊裝置。大型制品可以借助千斤頂及起吊裝置，但要防止用力過猛?？稍谀＞叩倪m當位置，裝上頂塊（用尼龍等材料制成），從模具下方用螺桿頂出，輔助脫模。要盡量不讓頂塊在產品上留下大的痕跡，頂出時用力得當，保護好膠衣。（5）二次脫模法：對大型或異性、型產品，可先在模具上糊制一個薄殼，固化后容易剝離，薄殼脫模后立即貼在原來的位置上，

29、接著采取下面兩種措施。在薄殼上砂毛去蠟并繼續(xù)糊制，直到要求厚度，固化后再脫模就容易了，這里將薄殼也作為產品的一部分。將薄殼作為模具。在薄殼上進行表面處理，使之具有一定平順度和光潔度（通過打磨、油漆、上脫模劑），再糊制產品。固化后，將薄殼剝下，此法應考慮到產品外形會產生一定差異。（6）脫模后如有分層，可用注射器從針孔中注入樹脂。總之，脫模方法的好壞，牽涉到產品質量及模具保護，是設計者和操作人員要共同研究、共同配合的課題。8.鉆孔時怎樣防止膠衣缺口？ 答：從膠衣面開孔，使用墊板；減慢送進速度（尤其在開始鉆孔和將鉆穿時）。9.FRP產品如何檢驗？答：由于FRP的質量受到各種因素的影響，因此FRP的質

30、量檢驗至今還沒有完全成熟。FRP的產品檢驗，既包括FRP的性能檢驗，也包括該產品的具體要求的具體檢驗。（1）外觀檢查有膠衣的產品，表面應光滑，色澤要均勻，不得有污染、皺折、裂紋、顆粒及樹脂剝落等缺陷。含膠量要均勻，局部積膠、局部缺膠、纖維顯露等不得超過根據(jù)具體產品規(guī)定的合格標準（面積大小，數(shù)量多少）。產品表面不得有明顯影響使用的缺陷，否則要修補。產品厚度、幾何尺寸及公差、強度、鋼度、預埋件都要符合設計要求。批量生產的，要按照產品檢驗規(guī)定抽檢，分析缺陷原因，采取措施。（2）固化度檢測固化度對FRP產品來說是十分重要的內在質量指標，它幾乎關系到FRP除外觀質量以外的所有性能。下面介紹的四種方法實際

31、都是檢驗固化度的間接法?，F(xiàn)場檢查。 a.手觸FRP產品表面有無粘感；b.用干凈棉球醮取丙酮放在制品表面觀察，棉花是否出現(xiàn)顏色；c.敲擊制品聽聲音，是模糊還是清脆；d.用硬幣劃不出傷痕；e.用含有樹脂（有蠟樹脂）和玻璃纖維的邊角折斷時發(fā)出的響聲。淀粉-KI法。 取0.5gFRP刨屑，經過150目篩，放入盛10ml淀粉-KI溶液的試管中，每天做一次，比如第八天，不到10min才出現(xiàn)顏色（見表9-16），表示固化太慢未達到預期固化程度；如超過10min才出現(xiàn)顏色，表示固化進程是快的。相反，從出現(xiàn)顏色的時間又可根據(jù)該表大概地確定該FRP以室溫固化多少天，由固化的天數(shù)可參照表9-9大致確定巴氏硬度，從而

32、了解固化的程度，固化比較理想的FRP的巴氏硬度一般為40-50.表9-16 淀粉-KI法測固化度的對照凝膠時間(室溫)/天124810162555出現(xiàn)顏色的時間3min4min4min10min15min1h2h2h以上由于刨削表面積變化大，故此法只是粗略的方法，但仍有一定準確性。由此方法也可用于樹脂澆鑄體作試驗比較。通過測試巴氏硬度來間接地考核FRP的固化程度。見問144之（7）。填料含量如果較高將影響該項的測試可靠性。測FRP中樹脂的不可溶性含量，即用丙酮來萃取出樹脂中的可溶性成分，從而得到不可溶性含量，以此間接地說明固化程度。此法也適用于環(huán)氧或酚醛FRP，是目前用得最多的方法。FRP的具

33、體產品如何檢驗，由設計者根據(jù)該產品的使用要求來制定出檢驗標準，比如服裝模特、波形瓦、槽罐等都是FRP產品，但不能用同一個檢驗標準來檢驗。(三)、FRP產品如何進行機械連接答：在FRP產品的設計和生產中，人們總想盡可能地將產品組成整體的。但在實際生產中，有時難以做到，必須進行某些部件的拼裝和連接。連接方法有機械的和膠接的兩種辦法。用螺栓等機械連接對FRP來說是忌諱的，但是，仍然是常用方法，如螺、鉚和銷釘連接等，以銷釘連接時的擠壓設計強度為例，它隨著銷釘直徑A和連接件厚度B之比的增大而降低，當A:B=1時，各種FRP的設計擠壓強度（MPa）分別為：聚酯，200-250，環(huán)氧250，酚醛250，有機

34、硅200，氈增強的聚酯為140.若A:B=4，設計擠壓強度要下降30%，一般而言，A:B4，否則連接部位要局部增強（如加厚）。邊距、短距、釘距是否合理，關系到連接件的拉伸或剪切破壞強度，釘距一般采用5D，即5倍開孔直徑，最小取4D。見圖13-1表13-1 端距、邊距推薦值連接件厚度/mm端距比(尾端距離/孔徑)邊距比(側面距離/孔徑)33553.02.52.02.01.51.25（1）螺釘連接螺釘?shù)膲|圈直徑應為螺釘直徑的2.5倍。用小螺栓時，也可用尼龍或PE墊圈，同時起水密封作用。用較大螺栓時，金屬件與FRP之間應填足密封劑或膩子。螺栓孔以螺栓直徑的1.05倍為標準，墊片厚度應大于1.5mm或

35、取螺栓直徑的0.1倍以上。（2）自攻螺絲連接在手無法放入的板的背面，需要固定較小載荷的零件，并且不需要拆卸時可用自攻螺絲，通過FRP板直接擰入。該處板的厚度必須為螺釘直徑的1.5倍以上，螺釘長度要使用能穿過FRP板露出三條以上螺紋的螺釘。螺釘直徑小于3mm的，由于對FRP的保持力小，最好不用。（3）鉚釘連接裝配輕而不大受載荷的物體或定位時，常采用拉拔式鉚釘，用特殊工具，很方便。FRP的另一種連接方法是膠接，這是本章要介紹的重點，而且重點介紹各種膠粘劑以供參考選用。2.FRP膠接時，對膠層厚度有何要求？答：膠層越厚，粘接強度越低，應當多少最合理？應根據(jù)不同材料、不同粘結劑而定。膠層厚度的選擇要考

36、慮膠接面的修配質量和加溫時膠粘劑的流動性，一般經驗是加壓后周邊能擠出膠瘤、無空白，但又不能有流膠現(xiàn)象。每層膠量大約在150-200g/mm2,一般為1-2層。研究表明：膠層厚度在0.05-0.5mm范圍內。剪切強度與膠層厚度成反比。對合的兩個面一般都應涂膠。表13-9的數(shù)據(jù)作為參考。表13-9 膠層厚度與粘接強度的關系膠層厚度/mm0.1151025粘接強度/MPa26893636352(四) 玻璃鋼的基本性能1.FRP的沖擊性能有何特點？答：FRP的沖擊值與金屬相比要小得多，但是FRP的最大彈性應變能（圖14-5中，在彈性范圍內的斜線面積）卻比金屬大得多，這樣，抵抗小能量多次沖擊的性能，F(xiàn)R

37、P要比金屬有利。沖擊試件經過試驗后其斷面若有較大分層區(qū)域，斷面參差不齊，則沖擊強度較高；相反，斷面比較整齊，分層區(qū)小，則沖擊強度較低。這就說明樹脂和纖維粘結不太好的FRP，沖擊韌性有時反而較高。沖擊性能是材料的重要性能，隨著FRP的成型方法和使用材料不同而不同。表14-3列出了648環(huán)氧FRP的經緯向沖擊強度。表14-3 648氧環(huán)FRP的經緯向沖擊強度項目4 ： 1雙向FRP7 ： 1雙向FRP經緯經緯沖擊強度（N*cm*cm2）1837930569樹脂含量（%）21212222玻璃布無堿4 ：1斜紋布無堿7 ：1斜紋布測試方法，在日本有兩種，即簡支梁法和懸臂梁法，我國常用的是簡支梁發(fā)，單位

38、是N*cm*cm2。據(jù)日本資料介紹，沖擊強度隨著增強材料的不同右如下數(shù)據(jù)：（1）注射成型制品的沖擊值200N*cm/cm2;短切纖維在注射流向中得到取向，垂直于流向的沖擊值150N*cm/cm2，平行于流向的沖擊值80N*cm/cm2。垂直于流向的短切纖維尼龍沖擊值在140200 N*cm/cm2之間，在同樣情況下，維尼龍加玻璃纖的沖擊值在100150N*cm/cm2之間，純玻纖在60130N*cm/cm2之間（指短切纖維垂直于流向）。由此說明，用短切維尼龍作增強材料的注塑成型，沖擊值最高。（2）團狀模塑料制品的沖擊值為100300N*cm/cm2；片狀模塑料制品的沖擊值為5001000N*c

39、m/cm2.影響著兩種制品的沖擊值的主要因素是玻纖含量，大致是隨著纖維含量的增加而成比例地提高，有著纖維越長沖擊值越高的傾向。（3）玻纖氈增強制品的沖擊值為10002000N*cm/cm2.普通玻纖氈（纖維質量含量約30%）中纖維取向近似平面狀，沖擊值隨板材厚度及試樣寬度的增加而增加。溫度越低，沖擊值越高。制品吸水和結凍時沖擊值增高。（4）玻纖布增強制品的沖擊值為20003000N*cm/cm2.纖維取向為平面狀，厚度方向和平面方向的沖擊值不同，前面已介紹過。（5）玻纖纏繞制品（單向）沖擊值為5000N*cm/cm2。按纖維方向取樣時沖擊值很高，約5000N*cm/cm2，另一方向則極低2.F

40、RP的疲勞性能有何特點？答：前面講的是材料受靜止的短時間施加載荷的情況，是靜態(tài)力學性能。而疲勞強度受到的是交變載荷，屬于動態(tài)性能。FRP和其他材料一樣，動態(tài)性能和靜態(tài)性能有明顯區(qū)別。材料在交變載荷作用下，雖然所加的最大應力尚遠遠低于材料的靜態(tài)強度極限，但仍會導致材料破壞，這種現(xiàn)象稱為疲勞，一般而言，F(xiàn)RP的疲勞破壞過程比較長，裂紋發(fā)展的速度比較慢。這是FRP的優(yōu)越性。；例如，F(xiàn)RP葉片出現(xiàn)疲勞裂紋后，仍能安全工作200h，而在同樣情況下，金屬葉片只能工作10h。幾種FRP疲勞限度見表14-4.表14-4 經緯比例1 ：1玻璃布FRP的疲勞極限樹脂類別頻率（次/min）拉伸強度（A/Mpa）疲勞

41、強度（B/Mpa）B/A（100%）E-51+三乙烯四胺65002205324306聚酯+BPO70002303013E-42+苯酐50002407430E-42+順酐+3193聚酯30002707026經研究得知：疲勞強度和玻纖的體積含量有如下關系：（1） 無捻粗紗布的FRP板中，布的最佳含量約為35%。（2） 緞紋布的FRP板中，布的最佳含量約50%。疲勞強度隨著溫度升高而降低，低溫下比在室溫時提高。水浸泡時比在大氣中降低，但在45°方向上反而提高。3.樹脂和玻璃纖維在FRP中的作用是什么？答：樹脂好比鋼筋混凝土中的水泥，也好比人體中的肌肉。纖維好比鋼筋混凝土中的鋼筋，也好比人體

42、中的骨骼。樹脂是基材，纖維是骨材。在FRP中各自起著獨立作用，但又不是孤立的，而是相互依存的。所以說FRP不光是材料，也是結構。一般來說，F(xiàn)RP的強度來于玻纖，這是對的，不論是強度還是彈性模量，樹脂比玻纖都差得多，但是，另一事實是：FRP的彎曲、層間剪切及平行壓縮強度，在很大程度上又決定于樹脂，對于拉伸強度，一般而言，雖然取決于玻纖，但仍然不能忽視樹脂的作用。例如，用同品種而且含量也相同的玻璃布分別制成環(huán)氧FRP和酚醛FRP，結果前者的拉伸強度可達400450Mpa，后者僅能達到250300MPa。因此，不能過分強調玻纖的作用。至于樹脂作用，大致有如下三個方面。（1） 粘結作用樹脂不同，粘結力

43、也也不同，如環(huán)氧樹脂有多種極性基團，特別是環(huán)氧基于玻璃可能以化學鍵連接，這是環(huán)氧的優(yōu)勢；聚酯樹脂浸潤性好是優(yōu)勢，而且交聯(lián)點多；而酚醛樹脂卻以交聯(lián)密度大的優(yōu)勢來彌補自身的不足。在混凝土中水泥對鋼筋的粘結僅為物理作用，是簡單的材料復合；而樹脂對玻纖的粘結，不光有物理作用，還有化學作用，特別是偶聯(lián)劑的使用，在界面上形成鍵橋，對樹脂和玻纖的粘結有很大意義。在FRP中，不希望纖維互相接觸，最好呈分散狀才能起骨架作用。纖維和樹脂的粘結作用在單向FRP中，當受力方向與纖維的粘結有關。（2） 傳遞荷載和均衡荷載的作用玻纖有很高的抗拉承載能力，但一束纖維不能成為構件，只有做成FRP后，才能當構件使用。比如一個梁

44、，上部受到載荷時（圖14-6），把樹脂載荷傳遞給纖維，于是上層纖維受壓，下層纖維受拉，中間部分受剪。而這剪力要由樹脂來承受。當然FRP的層間剪切強度是低的，約為拉伸強度的1/10，樹脂將最大限度地把載荷傳遞給它，均衡地分布到凡能承載餓纖維身上。但是由于纖維在生產過程中會造成種種缺陷，因此，實際上纖維從未達到其理論強度。（3） 樹脂本身特性的作用 樹脂品種不同，作用也不同，這就要求有選擇地使用，如氧環(huán)的強度比聚酯和酚醛高。同樣是聚酯，性能也不同，有剛性的，有柔性的，195#透光、DAP透電磁波、197#耐腐等。在玻纖當中，無堿比中中堿強度高、耐熱。高強纖維又比無堿纖維強度高等。常用樹脂的力學性能

45、見表14-5。表14-5 常用樹脂力學性能性 能聚 酯環(huán) 氧拉伸壓縮扭轉拉伸壓縮扭轉比例極限/Mpa5010030599650極限強度/Mpa50135.2605913060彈性模量E/MPa3.8*1033.3*103-3.2*1034.1*103-剪切彈性模量/MPa-1.3*103-1.25*103拉伸強度/MPa427185壓縮強度/MPa92190110彎曲長度/MPa（彎曲）60120（彎曲）130 注：樹脂的其他性能見第三章的有關介紹。對于各種材料的安全系數(shù)，一般規(guī)定塑性材料為1.4-1.7，脆性材料為2-3。A3鋼、黃銅等屬于塑性材料，鑄鐵、混凝土等屬于脆性材料；FRP本身應屬

46、于脆性材料，但又不完全屬于。4.FRP的安全系數(shù)怎樣去選擇？答：安全系數(shù)=極限強度/許用應力。因FRP沒有明顯的屈服點，所以對于簡單結構的產品，可根據(jù)極限強度及合理的安全系數(shù)來進行設計。由于FRP彈性模量比金屬低得多，所以對于大型結構物，要設法防止大的變形。FRP的安全系數(shù)要取多大，還無統(tǒng)一標準，對于大型制品，可根據(jù)表14-6考慮。在設計中還應注意FRP性能的離散性（不均勻性），由于玻璃鋼是復合材料，受材料、工藝等影響，比金屬離散系數(shù)大，以一般水平，可考慮手糊成型制品的離散系數(shù)為0.01-0.15左右。如果希望制品的破壞概率為0.1%（即99.9%制品可信），那么最小的安全系數(shù)也要取2。目前F

47、RP在實際應用當中，一般取安全系數(shù)為3-5。對于各種材料的安全系數(shù)，一般規(guī)定塑性材料為1.4-1.7，脆性材料為2-3。A3鋼、黃銅等屬于塑性材料，鑄鐵、混凝土等屬于脆性材料；FRP本身應屬于脆性材料，但又不完全屬于。載荷性質安全系數(shù)靜短期載荷靜長期載荷交變載荷沖擊載荷動載荷244-61045.設計FRP制品時，對其力學性能應注意什么問題？答：設計FRP產品時，金屬結構的設計不能照搬，要主要的主要問題有：（1）纖維方向與受力方向一致，拉伸強度高；（2）在保證完全浸潤的前提下，纖維含量增加，強度增加；（3）玻璃鋼的彈性模量E=2×104MPa;其中：玻璃纖維的彈性模量E1=7×

48、;104MPa；樹脂的彈性模量E2=0.3×104MPa?？梢钥闯觯現(xiàn)RP的彈性模量是不銹鋼（E=2.1×106MPa）的1/10。還可以看出，E1是E2的20倍，這就說明起承力作用的是纖維，相當于混凝土中的鋼筋。但是樹脂還是起作用的，像混凝土中的水泥（水泥抗壓不抗拉，因此用水泥制造拱形橋）一樣，除有抗抗壓作用，從微觀的界面來看還起了粘結作用。要提高FRP的彈性模量，設計中可以考慮使用像蜂窩之類的夾層結構。（4）在纏繞制品中，若環(huán)向纏繞，縱向受力，則制品只能承受20%的載荷。（5）FRP制品的線形要平緩過渡，防止突變，突變易產生應力集中，厚度變化最好限制在50%以上，否則易

49、產生收縮不均勻等現(xiàn)象。（6）FRP的結構，盡量做成整體式的，因為連接點也就是薄弱點，并且浪費材料。不希望用螺釘連接，否則要打斷纖維，并且產出擠壓力，使膠衣開裂，內部樹脂層破壞。（7）單向FRP的第二主向強度有時不到第一主向強度的5%，因此，在滿足第一主向載荷的同時，還必須考慮和校核第二主向的載荷和強度。（8）FRP的彈性模量低，玻纖含量為80%的單向FRP，即使是第一主向的模量，也僅為鋼的1/4；一般雙向FRP其主向模量約為鋼的1/14，為鋁的1/5；而準備向同性FRP的模量木材還低。這在設計中應予以重視。對有鋼度要去的結構，可以用夾層結構。對于抗沖結構，其低模量和高強度倒是1個可以利用的優(yōu)點

50、。雙向FRP的剪切模量僅為拉伸或壓縮的20%，對單向FRP，有時還不到10%；對于抗扭結構，有時要將纖維扭向相反方向偏轉一個角度來布置，以犧牲一些縱向模量來提高剪切模量。（9）彎角部位，應取較大半徑，避免銳角，曲率半徑最好為厚度的2.5倍以上，最小也應與厚度相等。有的資料介紹，為防止纖維在拐角處架空、凹塌，此處的曲率半徑R要稍大些，同時，此處含粗砂量要少，含樹脂要適當，多余樹脂應預先擠去，防止樹脂聚積。6.FRP的耐腐蝕性如何？ 答：FRP的耐腐蝕性主要是指FRP在酸、堿、鹽及各種有機溶劑中抵抗化學老化的能力?？偟恼f，F(xiàn)RP有較好的耐腐蝕性，因此已廣泛用于化工防腐等部門。環(huán)氧FRP的耐熱性一般

51、都優(yōu)于聚酯FRP。通用型聚酯嚴格說一般不推薦用于化工設備，只能用于非氧化性礦物酸和中等程度的腐蝕介質中?；瘜W介質對FRP的作用，如果是物理作用，則介質分子對FRP起膨脹、增塑作用，大分子鏈并未破壞，雖易引起FRP性能某些變化，但有可逆性（這點和水的作用相似）。如果是化學作用，則介質分子與粘結劑（樹脂）大分子之間發(fā)生化學反應，造成樹脂的化學鍵斷裂，從而導致FRP性能的衰退，通常稱為化學老化，是不可逆的。表14-16列出浸泡一個月，各種介質對FRP性能的影響情況。表14-16 浸泡一個月，各種介質對FRP性能的影響介 質濃 度（%）307#聚酯冷固化DAP307#聚酯和DAP193#聚酯改性氧環(huán)197#聚酯冷固化695#三聚氯酸環(huán)氧丁苯硝酸53000000001-02硫酸53000000000-0-300鹽酸53010010101-03醋酸53000000000-03300氫氧化鈉53033020303-0300氫氧化銨52533000000-300丙酮3003-32汽油0000-0王水3020-33注：0表示彎曲強度保留率在90%以上；1表示彎曲強度保留率在80%90%；2表示彎曲強度保留率在70%80%；3表示彎曲強度保留率在7