玻璃鋼材料概述

玻璃鋼概述：玻璃鋼（FRP）亦稱作GRP，即纖維強(qiáng)化塑料，一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料，稱謂為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，或稱謂玻璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。質(zhì)輕而硬，不導(dǎo)電，機(jī)械強(qiáng)度高，回收利用少，耐腐蝕?？梢源驿摬闹圃鞕C(jī)器零件和汽車、船舶外殼等。理化性能：玻璃具有硬而易碎，具有很好的透明性以及耐咼溫、玻璃鋼冷卻塔耐腐蝕等性能；同時(shí)鋼鐵很硬并且不易碎，也具有耐高溫的特點(diǎn)。于是人們開始想，如果能制造一種既具有玻璃的硬度、耐高溫、抗腐蝕的性質(zhì)，又具有鋼鐵一樣堅(jiān)硬不碎的特點(diǎn)，那這種材料一定會(huì)大有用途。人們經(jīng)過研究試驗(yàn)，終于制出了這樣一種復(fù)合材料。它，就是能與鋼鐵比肩而立的玻璃鋼。我們先來看一個(gè)試驗(yàn)，了解了解它的性能優(yōu)良與否。在一個(gè)群山環(huán)抱、綠樹成蔭的山谷里，一次試驗(yàn)正在進(jìn)行。遠(yuǎn)在二百米以外的掩體后的人們，眼睛都盯著山谷中央放著的一個(gè)氧氣瓶。空氣壓縮機(jī)有節(jié)奏地轉(zhuǎn)動(dòng)著，通過合金鋼管道向那氧氣瓶不斷地充氣。壓力表上的指針牽動(dòng)著每個(gè)人的心。讀數(shù)從100一200—400—500漸漸上升，直到700公斤1平方厘米時(shí)，只聽得一聲震天巨響，氧氣瓶爆炸了！周圍的人們歡呼著跳起來：“成功了！〃氧氣瓶是一種耐高壓容器。它所承受的工作壓力是150公斤/平方厘米。為了使用安全，制造時(shí)要求它能忍受三倍的工作壓力，即450公斤/平方厘米。不爆裂，才算合格。上面試驗(yàn)的氧氣瓶，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)計(jì)要求。這是用什么鋼材制成的呢？是玻璃鋼，更為確切的說，是玻璃與塑料復(fù)合在一起制成的。一般玻璃的耐拉強(qiáng)度只有普通鋼材的八分之一。把玻璃融化，拉成只有頭發(fā)直徑的十幾分之一那么細(xì)的玻璃纖維，原來又硬又易碎的玻璃就變成了又軟又耐拉的玻璃纖維，其耐拉強(qiáng)度可增加十幾倍。大家都知道，水泥塊耐壓，鋼材耐拉。用鋼材作筋骨，水泥砂石作肌肉，讓它們凝為一體，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，變得堅(jiān)強(qiáng)無比一一這就是鋼筋混凝土。同樣，如我們用玻璃纖維作筋骨，用合成樹脂（酚醛塑料、環(huán)氧樹脂及聚酯樹脂）作肌肉，讓它們凝為一體，制成的材料，其抗拉強(qiáng)度可與鋼材相媲美一因此得名叫玻璃鋼。用途：玻璃鋼是近五十多年來發(fā)展迅速的一種復(fù)合材料。玻璃纖維的產(chǎn)量的70%都是用來制造玻璃鋼。玻璃鋼硬度高，比鋼材輕得多。噴氣式飛機(jī)上用它作油箱和管道，可減輕飛機(jī)的重量。登上月球的宇航員們玻璃鋼儲(chǔ)罐，他們身上背著的微型氧氣瓶，也是用玻璃鋼制成的。玻璃鋼加工容易，不銹不爛，不需油漆。我國(guó)已廣泛采用玻璃鋼制造各種小型汽艇、救生艇、游艇，以及汽車制造業(yè)等，節(jié)約了不少鋼材。由于玻璃鋼是一種復(fù)合材料，其性能的適應(yīng)范圍非常廣泛，因此它的市場(chǎng)開發(fā)前景十分廣闊。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，目前世界各國(guó)開發(fā)的玻璃鋼產(chǎn)品的種類已達(dá)4萬種左右。雖然各國(guó)均根據(jù)本國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，開發(fā)的方向各有側(cè)重，但基本上均已涉及到各個(gè)工業(yè)部門。我國(guó)玻璃鋼工業(yè)經(jīng)過四十多年來的發(fā)展，也已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中取得了成功的應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用?，F(xiàn)將玻璃鋼主要的應(yīng)用領(lǐng)域，粗略地概括如下：建筑行業(yè)：冷卻塔、玻璃鋼門窗New、建筑結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)設(shè)備及裝飾件、玻璃鋼平板、波形瓦、裝飾板、衛(wèi)生潔具及整體衛(wèi)生間、桑拿浴室、沖浪浴室，建筑施工模板、儲(chǔ)倉(cāng)建筑，以及太陽能利用裝置等等?；瘜W(xué)化工行業(yè)：耐腐蝕管道、貯罐貯槽、耐腐蝕輸送泵及其附件、耐腐閥門、格柵、通風(fēng)設(shè)施，以及污水和廢水的處理設(shè)備及其附件等等。汽車及鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)：汽車殼體及其他部件，全塑微型汽車，大型客車的車體外殼、車門、內(nèi)板、主柱、地板、底梁、保險(xiǎn)杠、儀表屏，小型客貨車，以及消防罐車、冷藏車、拖拉機(jī)的駕駛室及機(jī)器罩等；在鐵路運(yùn)輸方面，有火車窗框、車內(nèi)頂彎板、車頂水箱、廁所地板、行李車車門、車頂通風(fēng)器、冷藏車門、儲(chǔ)水箱，以及某些鐵路通訊設(shè)施等；在公路建設(shè)方面，有交通路標(biāo)、路牌、隔離墩、公路護(hù)欄等等。船艇及水上運(yùn)輸行業(yè)：內(nèi)河客貨船、捕漁船、氣墊船、各類游艇、賽艇、高速艇、救生艇、交通艇，以及玻璃鋼航標(biāo)浮鼓及系船浮筒等等。電氣工業(yè)及通訊工程：有滅弧設(shè)備、電纜保護(hù)管，發(fā)電機(jī)定子線圈和支撐環(huán)及錐殼，絕緣管、絕緣桿，電動(dòng)機(jī)護(hù)環(huán)，高壓絕緣子，標(biāo)準(zhǔn)電容器外殼，電機(jī)冷卻用套管，發(fā)電機(jī)擋風(fēng)板等強(qiáng)電設(shè)備；配電箱及配電盤，絕緣軸，玻璃鋼罩等電器設(shè)備；印刷線路板、天線、雷達(dá)罩等電子工程應(yīng)用。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及人民生活水平的提高，許多民用玻璃鋼產(chǎn)品大量地被開發(fā)，例如許多城市雕塑、工藝美術(shù)造型，快餐桌椅、摩托車部件、玻璃鋼花盆、安全帽、高級(jí)游樂設(shè)備、家用電器外殼等，都成功地被大量應(yīng)用?？芍谱鞑Ａ?，又稱透明瓦.是和鋼結(jié)構(gòu)配套使用的采光材料，其主要由高性能上膜、強(qiáng)化聚脂和玻璃纖維組成，其中上膜要起到很好的抗紫外線抗靜電的作用，抗紫外線是為了保護(hù)FRP采光板的聚酯不發(fā)黃老化，過早失透光特性。抗靜電是為了保證表面的灰塵輕易被雨水沖走或被風(fēng)吹走，維持清潔美觀的表面。由于其穩(wěn)定的質(zhì)量、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)，深受顧客的歡迎，產(chǎn)品可廣泛使用在工業(yè)/商業(yè)/民用建筑額屋面和墻面電影界用來做道具，既方便快捷，又省成本．可以仿制很多種材料效果．受到人們的歡迎．化工廠也采用酚醛樹脂的玻璃鋼代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備，大大延長(zhǎng)了設(shè)備壽命。玻璃鋼無磁性，不阻擋電磁波通過。用它來做導(dǎo)彈的雷達(dá)罩，就好比給導(dǎo)彈戴上了一副防護(hù)眼鏡，既不阻擋雷達(dá)的“視線”，又起到防護(hù)作用。現(xiàn)在，許多導(dǎo)彈和地面雷達(dá)站的雷達(dá)罩都是玻璃鋼制造的。進(jìn)入21世紀(jì)，根據(jù)玻璃鋼的良好的透波性，這個(gè)方面的性能，隨著手機(jī)通訊的廣泛流行，玻璃鋼廣泛被應(yīng)用于制造2G和3G天線外罩，玻璃鋼以其良好的可成形性能，外觀的可美化性，起到了很好的小區(qū)美化作用，這方面的產(chǎn)品有方柱線罩，仿真石，野外應(yīng)用的美化樹等玻璃鋼還為提高體育運(yùn)動(dòng)的水乎立下了汗馬功勞。自從有撐竿跳高這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)以來，運(yùn)動(dòng)員使用木制撐竿創(chuàng)造的最高紀(jì)錄是3．05米。后來使用了竹竿。到一九四二年，把紀(jì)錄提高到了4．77米。竹竿的優(yōu)點(diǎn)是輕而富有彈性，欠缺之處是下端粗而上端細(xì)，再要提高記錄有很大困難，于是人們又用鋁合金竿代替竹竿，它雖然輕而牢固，但彈性不足。這樣，從一九四二年到一九五七年，十五年時(shí)間，撐竿跳高的最高紀(jì)錄僅僅提高了1厘米。但自從新的玻璃鋼撐竿出現(xiàn)以后，由于它輕而富于彈性，紀(jì)錄飛速上升，如今的撐桿跳高紀(jì)錄已經(jīng)超過了6米大關(guān)。在今天，玻璃鋼也被大量應(yīng)用在人們的生活方面，人們親切地把它叫“玻璃鋼”，由于它的某些特殊品種仍能保留許多玻璃的優(yōu)點(diǎn)，如透明性，于是人們用它作為窗戶玻璃，既能遮擋陽光中的紫外線，又能使居室明亮。

人們還把它用來制作各種堅(jiān)固耐用的生活日常用品。如浴具、廚房用具、梳洗用具等。四優(yōu)點(diǎn)與不足優(yōu)點(diǎn)不足輕質(zhì)高強(qiáng)相對(duì)密度在1.5~2.0之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸度卻接近，甚至超過碳素鋼，而比強(qiáng)度可以與高級(jí)合金鋼相比彈性模量低FRP的彈性模量比木材大兩倍，但比鋼(E=2.1E5)小10倍，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足，容易變形?？梢宰龀杀そY(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)，也可通過高模量纖維或者做加強(qiáng)筋等形式來彌補(bǔ)。耐腐蝕性能好FRP是良好的耐腐材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。長(zhǎng)期耐溫性差一般FRP不能在高溫下長(zhǎng)期使用，通用聚酯FRP在50C以上強(qiáng)度就明顯下降，一般只在100C以下使用；通用型環(huán)氧FRP在60C以上，強(qiáng)度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使長(zhǎng)期工作溫度在200~300C是可能的電性能好是優(yōu)良的絕緣材料，用來制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過性良好，已廣泛用于雷達(dá)天線罩。老化現(xiàn)象老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷，F(xiàn)RP也不例外，在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。熱性能良好FRP熱導(dǎo)率低，室溫下為1.25