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玻璃纤维增强塑料指南

玻璃纤维增强塑料指南

GRP(玻璃增强塑料)是由坚韧、耐用的塑料树脂和具有非凡强度的玻璃纤维组成的复合材料。树脂是一种粘稠的物质,当被适当的催化剂活化时,会凝固成坚硬但易碎的固体。它可以单独用于小型铸件,也可以与各种填料一起使用,但当用玻璃纤维增强时,它成为一种具有非凡强度和多功能性的材料。

聚酯树脂GRP中最常用的树脂

是溶解在苯乙烯中的不饱和聚酯。聚酯是通过将各种有机酸(通常是邻苯二甲酸或马来酸酐)与丙二醇或乙二醇等醇反应而生产的。根据所使用的特定酒精或酸,可以生产各种类型的树脂-事实上,由于有各种各样的醇和酸可供选择,因此可以根据特定要求定制聚酯。

聚酯/苯乙烯溶液通过分子交联(即聚合)凝固为坚硬的刚性物质,即聚酯和苯乙烯的共聚物。硬化过程通常被称为“固化”,部分交联是自发发生的,从而限制了树脂的储存寿命,但是,为了快速和完全地进行该过程,它必须由两种添加剂激活。一个是催化剂,它触发了这个过程,另一个是加速器,顾名思义,它加速了这个过程。通常,催化剂是有机过氧化物(例如过氧化甲乙酮),促进剂通常是萘酸钴。这两种物质,如果直接混合在一起,会发生剧烈反应,甚至爆炸。因此,必须先将促进剂加入树脂(充分搅拌),然后混合催化剂。在实践中,许多树脂都是“预加速”供应的,由制造商添加促进剂,因此只需要催化剂即可激活固化过程。

在固化过程中,树脂内部会产生内部热量(“放热”),通常可以达到170°C左右的相对较高的温度。

产生的热量通常根据所用催化剂的数量、树脂的体积和其他因素(如填料的存在和树脂的反应性)而变化。

聚酯树脂的固化在室温下进行,优选在18°C-20°C左右,这是该材料的一大优点。大多数其他塑料需要加热或压力(或两者兼而有之),因此它们在任何制造过程中的使用都需要昂贵且复杂的机械。因此,它们只有在生产相对较小的产品时才具有经济可行性。由于聚酯树脂可以在室温下用最简单的设备浇铸,因此它们适用于小批量生产,甚至适用于几乎没有尺寸限制的一次性产品。固化的树脂虽然非常坚硬,但它也很脆,这可能会阻止其用于大型物品,但通过增强剂的使用可以避免这个问题。可以使用大量材料来增强树脂,但在实践中,提供强度、多功能性和经济性最佳组合的材料是玻璃纤维。

  • A典型固化聚酯树脂的规格,无增强比重:1.28
  • 抗拉强度:55 MN/m2抗压强度:140 MN/m2
  • 杨氏模量:3.5 Gn/m2
  • 断裂伸长率:2%比热:2.3kJ/kg0C导热系数:0.3 W/moC线膨胀系数:100 x 10-6/oC吸水率:(20°C下24小时):0.15%
  • 电压击穿(0.2mm样品):22kV/mm

玻璃纤维

通常用于GRP的玻璃是碱含量低于1%的钙氧化铝硼硅酸盐。它通常被称为“E”型玻璃,因为它最初是为用于电气绝缘系统而开发的。

玻璃纤维是通过将熔融玻璃从直接熔化炉中输送到铂合金衬套中而生产的,铂合金衬套包含大量小孔,每个孔中都拉出玻璃丝。用于商业用途的灯丝直径通常在9到15微米之间。在收集成纤维之前,用乳液“修整”长丝。纤维非常坚固,抗拉强度特别高。它们还具有良好的耐化学性和耐湿性,具有优异的电气性能,不受生物侵蚀,熔点约为1500oC且不可燃,这些都是塑料增强材料中的优良品质。

纤维可以以多种方式使用——切成短长度(“切碎的股线”);聚集在一起,形成松散的绳索(“粗纱”);编织成各种织物,由通过加捻和加倍连续股线制成的纱线制成。在英国,使用最广泛的玻璃纤维材料是短切绞线毡,它由短切(约50毫米)的玻璃线组成,并通过聚醋酸乙烯酯或聚酯粘合剂以垫子形式固定在一起。该垫子的重量范围从225gm2到1200gm2,是一种有用的通用加固材料。

增强塑料

如果玻璃增强材料已经完全浸渍了树脂,那么固化后的结果就是树脂和纤维的内聚力完全集成的基质。基质可以具有令人惊讶的性能范围,具体取决于玻璃材料的类型和树脂的配方。一般来说,玻璃钢层压板将表现出优异的拉伸和抗压强度、可接受的导热性、低线性膨胀系数、合理的耐化学性和良好的介电性能。与其他同等强度的材料相比,它将具有轻便耐用、防潮、不生锈和经济的特点。

据我们所知,这些信息是真实和准确的。建议不作任何保证或担保。建议用户自行进行测试,以确定特定材料或方法的适用性。

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