玻璃钢的基本物理性能

玻璃钢的基本物理性能

玻璃钢雕塑在我们生活中是比较常见的一种雕塑类型。玻璃钢雕塑具有质轻,耐腐蚀,成本相对较低的特点。又称FRP,学称纤维增强塑料,国内在习惯上称之为玻璃钢。它是以合成树脂为基体材料,以玻璃纤维及其制品为增强材料组成的复合材料。

玻璃钢雕塑成品制作前,先将所要制作的产品用特定泥巴材料塑造出相应要制作的产品,在泥塑稿制作完后,翻制石膏外模,然后将玻璃钢(即树脂和玻璃丝布的结合物)涂刷在外模内部。等其干透后打开外模,经过合模的程序,获得玻璃钢雕塑成品。但玻璃钢雕塑在室外经过太阳的暴晒和风蚀,一般五年以上就开始有变形,脆弱易裂的缺点。

玻璃钢雕塑生产方法基本上分为两大类,即湿法接触型和干法加压成型。如按工艺特点来分,有手糊成型、层压成型、RTM法、挤拉法、模压成型、缠绕成型等。手糊成型又包括手糊法、袋压法、喷射法、湿糊低压法和无模手糊法。

我国有90%以上的FRP产品是手糊法生产的,其他有模压法、缠绕法、层压法等。日本的手糊法仍占50%。从世界各国来看,手糊法仍占相当比重,说明它仍有生命力。手糊法的特点是用湿态树脂成型,设备简单,费用少,一次能糊10m以上的整体产品。缺点是机械化程度低,生产周期长,质量不稳定,我国从国外引进了挤拉、喷涂、缠绕等工艺设备,随着FRP工业的发展,新的工艺方法将会不断出现。

一、密度

玻璃钢密度介于1.5~2.0之间,只有普通碳钢的1/4~1/5,比轻金属铝还要轻1/3左右,而机械强度却很高,某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢,其拉伸、弯曲和压缩强复均达到400MPa 以上。按比强度计算,玻璃钢不仅大大超过普通碳钢,而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。 玻璃钢与几种金属的密度、抗伸强度和比强度比较见表2-6所示。

材料名  密度  拉伸强度( MPa )  比强度
高级合金钢 8.0 1280 160
A3钢 7.85 400 50
LY12铝合金 2.8 420 160
铸铁 7.4 240 32
环氧玻璃钢 1.73 500 280
聚酯玻璃钢 1.8 290 160
酚醛玻璃钢 1.8 290 160

(比强度:即单位密度下的拉伸强度,也就是材料的抗拉强度与密度之比,用以说明其轻质高强的程度。)

二、电性能

玻璃钢有优良的电绝缘性能,可作为仪表、电机及电器中的绝缘零部件,在高频作用下仍然保持良好的介电性能。

在绝缘材料中,用玻璃纤维布代替纸及棉布,可提高绝缘材料的绝缘等级,在用相同树脂的情况下,至少能提高一个等级。玻璃钢占绝缘材料用量的1/3~1/2,。在一些大型电机中,如12.5万KW电机,要用几百千克玻璃钢作绝缘材料。此外玻璃钢不受电磁影响,而且有良好的透微波性能.

下表几种玻璃钢的介电性能:

玻璃钢种类 介电常数 介电损失角正切
丁苯玻璃钢 3.5~4.0 (3.5~5.0)*10-3
DAP玻璃钢 4.0~4.8 (0.9~105)*10-2
聚丁二烯玻璃钢 3.5~4.0 (4.5~5.5)*10-3
307聚酯玻璃钢 4.0~4.8 (0.9~1.5)*10-3
6101环氧玻璃钢 4.7~5.2 (1.7~2.5)*10-2

三、热性能

玻璃钢有良好的热性能,它的比热大,是金属的2~3倍,导热系数比较低,只是金属材料的1/100~1/1000。

此外,某些品种玻璃钢的耐瞬时高温性能也十分突出,如酚醛型高硅氧布玻璃钢,在遇极高温度时,产生碳化层,可有效地保护火箭、导弹及宇宙飞船在穿过大气层时需要承受的5000~10000K 高温及高速气流的作用。
  
表2-8列出了几种材料的热性能

材料 比热 〔KJ(Kg·K)〕 导热系数〔W/(m.K)〕 线膨胀系数 α10-5/℃
聚酯浇铸体 0.17 0.17 6~13
0.46 75.6 1.2
0.92 222 2.4
木材 1.38 0.09~0.19 0.08~0.16
玻璃钢 1.26 0.40 0.7~6

由表2-8可以看出,玻璃钢具有良好的热绝缘性能,这是金属材料无法比拟的。

四、耐老化性能

任何材料都存在老化问题,玻璃钢也不例外,只是速度和程度不同而已。玻璃钢在大气曝晒、湿热、水浸泡及腐蚀介质等作用下,性能有所下降,在长期使用过程中会使光泽减退、颜色变化、树脂脱落、纤维裸露、分层等现象。

但随着科学技术进步,人们可以采取必要的防老化措施,改善使用性能,提高产品的使用寿命。例如玻璃钢放在哈尔滨地区进行自然老化试验,板材拉伸强度下降最少,小于20%;弯曲强度次之,一般不超过30% ;压缩强度下降最多,波动也最大,一般为25%~30% 。见下表所示。

力学性能 玻璃钢种类 原始强度(MPa ) 10年后强度 10年后强度
         
拉伸强度 环氧 290.77 244.22 16
  聚酯 293.21 228.73 22
弯曲强度 环氧 330.06 260.68 21
  聚酯 292.04 224.91 23
压缩强度 环氧 216.58 160.23 26
  聚酯 199.43 139.65 30
弯曲模量 环氧 1.73*104 1.11*104 36
  聚酯 1.59*104 1.02*104 36

此外,室外风、雨及阳光曝晒,会使玻璃钢表层树脂脱落,应注意定期维护。

五、长期耐温性及耐燃性

玻璃钢的耐温性及耐燃性取决于所用的树脂,长期的使用温度不能超过树脂的热变形温度。

通用的环氧及聚酯玻璃钢,都是易燃的,对于有防火要求的结构物,要用阻燃树脂或加阻燃剂,因此在使用玻璃钢时,应充分注意。

一般玻璃钢不能在高温下长期使用。如聚酯玻璃钢在40℃~45℃以上,环氧玻璃钢在60℃以上,强度开始下降。近年来出现了一些耐高温的玻璃钢。如脂环族环氧玻璃钢,聚酰亚胺玻璃钢等,但长期工作温度也只能在200-300℃以内,远较金属的长期使用温度为低。

综上所述五个方面的物理性能,可见玻璃钢和金属、陶瓷等材料不同,因此在使用上要发挥其长处,注意合理使用。

 例如,玻璃钢低温性能好,强度不下降,因此北方冬季虽然室外气温降到-45℃~50℃ ,可玻璃钢并不发脆。

一般冷却塔、防雨棚等室外构筑物,在北方冬季里使用仍很安全。相反,玻璃钢在高温环境下要用专门的树脂和配方,例如在100℃长期使用,就要采用耐高温配方,用专门的工艺条件成型才行、否则玻璃钢在长期100℃以上持续工作,就会遭到破坏。

(37)

猜您喜欢

  • 环氧树脂台面能使用多长时间?

    环氧树脂台面有很多优点:耐用、防水、耐热、防污渍和化学品溢出。它们也很容易清洁——只需使用沾有少许洗碗液的湿布或海绵即可。如果保养得当,环氧树脂涂层表面应该可以使用很多年。

    2023-01-07
    6.2K00
  • 对环氧树脂有过敏反应怎么办?

    有可能对对其他人安全的成分过敏(或过敏)。环氧树脂也是如此。 大约2%的环氧树脂用户会对环氧树脂的基本化学成分表现出过敏症状。这意味着环氧树脂过敏并非特定于特定品牌:如果您对一种环氧树脂过敏,您将对所有环氧树脂过敏。不幸的是,在症状出现之前,无法判断某人是否会对环氧树脂过敏。过敏症状通常表现为暴露时暂时性皮肤炎症和/或肿胀。 ⚠️ 请注意:如果出现这些症状,…

    2023-10-08
    8.0K00
  • 环氧灌浆料很滑怎么处理好?

    我经常被问到环氧灌浆是否很滑。答案是肯定的,也不是。是的,它可能很滑,但不会比任何其他类型的水泥灌浆更滑,比如传统的水泥瓷砖灌浆或硅基乳胶灌浆。 目录 环氧灌浆不需要经过固化过程吗? 我的厨房和浴室地板会不会很滑? 环氧灌浆料为什么很滑? 环氧树脂灌浆干燥需要多长时间? 有没有什么技术可以确保你的水泥浆不打滑? 如果我使用额外的密封剂,会不会让它不那么滑? …

    2023-01-12
    6.1K00
  • 你们如何制造工业级碳纤维产品?

    用于制造碳纤维的原料称为前驱体。大约 90% 的碳纤维由聚丙烯腈 (PAN) 制成。其余 10% 由人造丝或石油沥青制成。所有这些材料都是有机聚合物,其特征是长链分子被碳原子结合在一起。每种前体的确切成分因公司而异,通常被视为商业秘密。 制造碳纤维的过程部分是化学过程,部分是机械过程。前体被拉成长股或纤维,然后在不允许其与氧气接触的情况下加热到非常高的温度。…

    2023-02-21
    2.8K00
  • 做玻璃钢需要哪些材料

    制作玻璃钢通常需要以下材料: 玻璃纤维:玻璃钢的主要增强材料是玻璃纤维。玻璃纤维是一种由玻璃熔融后拉丝形成的纤维状材料,用于增强玻璃钢的强度和耐久性。 树脂基质:树脂基质是玻璃纤维与树脂复合形成玻璃钢的基础材料。常用的树脂包括环氧树脂、聚酯树脂和酚醛树脂等。树脂基质起到连接和保护玻璃纤维的作用,使其形成坚固的结构。 硬化剂:根据所选用的树脂基质类型,需要相应…

    2023-11-17
    3.2K00
  • 环氧树脂能用几年?

    环氧树脂是一种合成树脂,用于保护、密封和粘合物体。环氧树脂在家庭和工业中有许多用途。它可以用来涂在物体上或用作胶水。环氧树脂也可用于地板。与许多其他类型的树脂相比,这种树脂具有许多优点,因为它比其他形式的树脂(例如聚酯树脂、乙烯基酯树脂或玻璃纤维树脂(也称为玻璃纤维增​​强塑料))更坚固、更耐用。 如果专业人员正确安装,您车库中的环氧树脂地板将持续使用多年。…

    2023-01-15
    2.5K00
  • 什么是奥氏体?

    奥氏体是一种金属、非磁性实心钢,由碳、铁、镍和铬组成。当钢被加热到1350华氏度(732摄氏度)以上时,原子会发生变化形成奥氏体。这种固溶体在极端温度下易于操作并耐腐蚀。这些特性使其适用于制造食品服务设备、建筑应用和医疗器械。 奥氏体不锈钢是五类冶金结构之一。奥氏体不锈钢使用铬和镍。有时,添加锰和氮。如果混合物是18%的铬和8%的镍,则称为18-8。铁、铬和…

    2023-06-27
    4.6K00
  • 树脂的毒性有多大?

    树脂可能有毒或无毒,具体取决于成分。每种产品都有健康和安全数据表(HSDS),其中列出了您的特定树脂的毒性,但是,这经常与环氧树脂混淆,许多两部分浇注树脂被错误地列为环氧树脂。环氧树脂可能有毒,但树脂不一定有毒。

    2023-01-05
    6.3K00
  • 如何正确修剪 Kevlar 部件

    Kevlar 是复合材料行业中广泛使用的重量最轻、最坚韧的织物类型。如今,它单独用作防弹背心、抗冲击和防切割安全设备的织物,并用作阻燃剂。除非使用正确的工具,否则 Kevlar 也很难切割和加工。本文将介绍切割和修整 Kevlar(原布和成品)的一些最佳实践和程序。 切割生布 凯夫拉尔(或芳纶)布不易裁剪。Kevlar 的能量吸收特性只会增加头痛。然而,使用…

    2022-11-20
    8.2K00
  • 在环氧树脂之前你在木头上放了什么?

    在使用环氧木之前,您需要做一些事情。在这篇博文中,我们将讨论您需要采取的步骤,以确保您的环氧树脂粘合牢固且持久。 在环氧树脂之前用什么密封木材? 为环氧树脂准备木材的最佳方法是将其打磨,然后用底漆密封。这将确保环氧树脂正确粘附并且不会对木材造成任何损坏。一旦你密封了木头,你就可以继续涂环氧树脂了。请务必仔细按照环氧树脂包装上的说明进行操作,以获得完美的饰面。…

    2023-02-04
    8.3K00

发表回复

登录后才能评论
分享本页
返回顶部