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玻璃鋼材料的優(yōu)缺點

發(fā)布者: 正州環(huán)保    時間:2021/12/7 15:15:39

玻璃鋼(FRP)亦稱作GRP,即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料,稱謂為玻璃纖維增強塑料,或稱謂玻璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同,玻璃鋼風(fēng)機,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,機械強度高,回收利用少,耐腐蝕。可以代替鋼材制造機器零件和汽車、船舶外殼等。

輕質(zhì)高強

相對密度在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可是拉伸強度卻接近,甚至超過碳素鋼,而比強度可以與高級合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中,都具有巨大成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強度均能達到400Mpa以上。

耐腐蝕性能好

FRP是良好的耐腐材料,對大氣、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。已應(yīng)用到化工防腐的各個方面,正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。

電性能好

是優(yōu)良的絕緣材料,用來制造絕緣體。高頻下仍能保護良好介電性。微波透過性良好,已廣泛用于雷達天線罩。

熱性能良好

FRP熱導(dǎo)率低,室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下,是理想的熱防護和耐燒蝕材料,能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。

可設(shè)計性好

(1)可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,來滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的整體性。   

(2)可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能,如:可以設(shè)計出耐腐的,耐瞬時高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強度的、介電性好的,等等。

工藝性優(yōu)良

(1)可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來靈活地選擇成型工藝。   (2)工藝簡單,可以一次成型,經(jīng)濟效果突出,尤其對形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品,更突出它的工藝優(yōu)越性。

缺點與不足

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。   可以做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu),也可通過高模量纖維或者做加強筋等形式來彌補。

長期耐溫性差

一般FRP不能在高溫下長期使用,通用聚酯FRP在50℃以上強度就明顯下降,一般只在100℃以下使用;通用型環(huán)氧FRP在60℃以上,強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂,使長期工作溫度在200~300℃是可能的。

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)、機械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。

層間剪切強度低

層間剪切強度是靠樹脂來承擔的,所以很低。可以通過選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來提高層間粘結(jié)力,主要的是在產(chǎn)品設(shè)計時,盡量避免使層間受剪。


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