2010 年第 17 期·航空制造技术
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新型高强度玻璃纤维制备及其
增强环氧树脂性能
*
中材科技股份有限公司刘建勋祖群朱建勋
高强度玻璃纤维与普通无碱玻璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域。
目前, 主要高强度玻璃纤维有:美国的“S -2” 、日本的“T” 纤维、俄罗斯的“ВМЛ” 纤维、法国的“R” 纤维和中国的“H S” 系列纤维 [3-6]。表 1是不同牌号高强度玻璃纤维的性能比较, 同时与 E-glass 纤维作对比。
从表 1可以看出, 目前我国性能较高的“H S-4” 玻璃纤维, 其力学性能和法国“R”玻璃纤维、俄罗斯
刘建勋
毕业于南京理工大学国家特种超细粉体研究中心, 获工学博士学位。2008~2010年, 南京玻璃纤维研究设计院博士后、高级工程师, 江苏省颗粒学会理事。主持国防军品配套、江苏省自然科学基金等国家和省科技项目, 现在主要从事特种玻璃纤维成分与性能研究。发表 SCI、 EI 文章 10余篇。
Preparation of New High-Strength Glass Fiber and
Performance of Reinforced Epoxy Resin
* 国家高技术研究发展计划 (863计划资助项目 (2007AA03Z549 ; 江苏省自然科学基金资助项目 (BK2009488 。
高强度玻璃纤维与普通无碱玻
璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域, 如导弹发动机壳体、宇航飞机内衬、枪托、发射炮筒、防弹装甲、高压容器等。随着科技的发展, 高强度玻璃纤维在各工业领域的需求量也在不断扩大[1-2]。
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航空制造技术·2010 年第 17 期
及浸胶纱强度及层间剪切强度。
(2 玻璃纤维新生态强度的检测。
根据标准 A S T M D -2102, 取熔制好的玻璃约 60g, 放入单孔铂铑坩埚内, 在1440℃ ~1450℃下再熔融, 通过控制常规的玻璃纤维成型工艺参数 (液面高度、热点温度、拉丝机转速等 , 拉制成直径为7~8μm 的连续玻璃纤维, 采用强力测试机测试其新生态强度, 测试环境湿度必须控制在规定范围内。 (3 玻璃纤维耐温性的检测。玻璃纤维的耐温性采用软化点来判定, 软化点温度越高, 耐温性越好, 反之则耐温性差。软化点的测试方法与其他玻璃纤维软化点测试方法相同, 采用吊丝法(按 A S T M C -338 测试, 匀速升温, 激光位移感应器记录玻璃伸长速率, 当伸长率
达到 1m m /m i n 时, 此时对应的温度即为软化点。 (4 玻璃纤维耐酸性的检测。玻璃纤维耐酸性测试是采用直径为10μm 左右、长度为 6c m、表面积为 2500c m 2的玻璃纤维于 150m L, 10%H C l 溶液中, 96℃条件下, 浸泡 24h, 过滤、干燥, 测量其重量, 计算其质量损失率。
(5 玻璃纤维增强环氧树脂浸胶纱强度的检测。
根据标准 A S T M D2343, 将高强度玻璃纤维无捻粗纱经过浸胶槽缠绕在不锈钢架上, 垂直放入烘箱进行固化, 固化条件:100℃ 2h+140℃ 4h, 取出固化好的浸胶纱样条, 进行拉伸强力测试和弹性模量测试。
结果与分析
1 玻璃纤维新生态强度测试结果
表 3是试验样品与对比样品的新生态强度数据。由表中数据可以看出, NEW HS 玻璃纤维新生态强度为 4600~4800MP a, 与美国 S -2玻璃纤维的新生态强度基本处于同一档
2所示。与现有成熟产品 H S2、 H S4配方方案作对比。
(3 玻璃的熔制及玻璃纤维的制备。
按表 2所列各配方的化学组成计算出各种原料所需用量, 准确称量后混合均匀配制成配合料, 置于熔制玻璃用铂铑坩锅中, 在 1510℃ ~1550℃温度范围内, 边搅拌边熔融, 熔制 24h, 得到澄清、均化的玻璃液, 把熔制好的玻璃液流放到耐热钢板上, 冷却后得到玻璃块。将一定质量的玻璃置于单孔拉丝坩埚内, 调节玻璃液的温度、液面高度以及拉丝机的转速, 制备所需直径的玻璃纤维, 对玻璃纤维进行相关性能测试。 2 样品的性能及表征
(1 仪器。
熔制玻璃用双格铂铑坩埚和单孔拉丝坩埚均为中材科技自行研究设计、制造; 采用强力测试机测试玻璃纤维的新生态强度, 采用玻璃纤维软化点测试仪 (中国湘潭, 型号 PCY-S P1100 进行测量玻璃纤维的软化点; 采用高精度显微镜 (意大利, 型号 Microclor 250B 测试玻璃纤维直径。采用电子万能试验机 (深圳市三
思计算机技术有限公司, 型号:5105 测试玻璃纤维无捻粗纱的干纱强度
“ВМЛ” 和日本“T” 纤维相当, 但与美国“S-2” 玻璃纤维相比, 玻璃纤维的新生态强度及复合材料力学性能低 10%左右, 软化点低 40℃ ~50℃, 在强度、耐热等
方面与国外同类产品相比还存在一定差距, 难以满足先进复合材料对增强基材提高力学性能、耐热性能等要求。需要开发具有更高强度、更好的化学稳定性和耐热性的新型高性能玻璃纤维。
本课题针对上述存在的问题, 设计了新的高强度玻璃纤维成分 (NE W H S , 采用该成分制备的高强度玻璃纤维提高了玻璃纤维的拉伸强度, 同时提高了玻
璃纤维的耐温性和耐酸性等性能。
试验 1 新型高强度玻璃纤维的制备 (1 试验试剂。试验熔制玻璃所需的 S i O 2、 A l 2O 3、 M g O、 B 2O 3、 C e O 2、 L i 2C O 3、 F e 2O 3等原料皆为工业级原料 (其中 SiO 2为石英砂矿引入, 其余物质皆为氧化物, 是化工原料。 (2 高
强度玻璃纤维的成分设计。新型高强度玻璃纤维的成分设计配方方案 (NE W H S -1#~4# , 如表
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次, 高于 HS2、 HS4玻璃纤维。
2 玻璃纤维耐温性测试结果
表 4中有试验样品与对比样品软化点数据。由表中数据可看出, N E W H S 玻璃纤维的软化点为 964℃ ~968℃, 明显高于 H S2、 H S4, 接近美国 S -2玻璃纤维的软化点温
度。 3 玻璃纤维耐酸性测试结果
表 4中还有试验样品与对比样品的耐酸性数据。由表中数
据可以看出, N E W H S 玻璃纤维
在 10%的 H C l 中的质量损失率为 4.38%~5.25%, 耐酸性明显高于 H S2、
H S4玻璃纤维, 但与美国 S -2玻璃纤
维相比, 本试验样品的耐酸性低。
4 玻璃纤维增强环氧树脂浸胶纱强度测试结果
表 5是相同浸润剂条件下, 试验样品与对比样品的增强环氧树脂浸胶纱强度和弹性模量数据。由表 5可以看出, HS2 C9-660浸胶纱强度为 3640.7 MPa, 弹性模量为 82.9G P a ; H S4 C9-660浸胶纱强度为 3883.9M P a, 弹性模量为86.4GPa ; NEW-H S C9-480浸胶纱强度为 4167.4M P a, 弹性模量为 87.0G P a。同一直径的 H S2、 H S4、 N E W -H S 三者的浸胶纱强度和弹性模量数据相比较,
都显示 N E W -H S 比较好, 浸胶纱强度比 H S2和 H S4分别提高 14.47%、
7.30%; 弹性模量比 H S2和 H S4分别提高 4.94%、
0.70%。同时由表 5可看出, 随纤维直径的变大, N E W -H S 玻璃纤维增强的环氧树脂的浸胶纱强度和弹性模量逐渐变小, 符合玻璃纤维直径与强度的关系。 5 讨论与分析设计的新型高强度玻璃纤维成分配方中, 以
SiO 2、 Al 2O 3、 MgO 为主要成分, 总含量为 96%~98%, 比原 H S2、 H S4
中 S i O 2、 A l 2O 3、 M g O 总含量有所提高。其中 S i O 2为主要玻璃骨架成分, 其含量
适当增加可以提高玻璃纤维的新生态强度、耐酸性、耐温性; A l 2O 3可以
提高玻璃纤维的强度、耐温性, 随着
A l 2O 3含量的增加, 玻璃结构致密, 玻璃纤维强度随之提高, 但超过 25%
以后由于 A l 2O 3配位数的改变, 反而使玻璃结构松弛, 造成强度降低, 因此本试验设计 A l 2O 3的最高含量不
超过 25%; M g O 是网络外组分, 可
以降低玻璃的高温粘度, 对玻璃熔制
过程有一定的好处, 但如果含量过高时容易使玻璃失透, 本试验适合的 MgO 含量为 12%~15%。在纤维增强树脂复合材料中, 纤维和树脂各自起着独立的作用, 同时又相互依存,
纯粹的纤维状态是不能作为工程结构材料的, 而树脂的力学性能也是很差的, 只有把它们结合起来, 形成一个整体, 才能有效地发挥它们自身的作用。其他条件不变时, 复合材料增强体的强度增加, 则复合材料的强度增加。本课题制备的新型高强度玻璃纤维由于改变了其主
成分含量, 使玻璃纤维网络结构更加致密, 因此其拉伸强度比现有高强玻
璃纤维产品增加, 用此纤维增强的环氧树脂体系复合材料的拉伸强度亦
随之提高。同时其耐温性、耐酸性等
性能有较大提高, 因此新型高强度玻
璃纤维有望用于力学性能要求高、耐高温、耐腐蚀的高性能复合材料中。
表3 试验样品与对比样品新生态强度
表4 试验样品与对比样品软化点数据和耐酸性数据本文共有参考文献 6篇, 因篇幅
所限未能一一列出, 读者如有需要请
向本刊编辑部索取。 (责编依然
表5 试验样品与对比样品的增强环氧树脂浸胶纱强度和弹性模量数据
环氧树脂玻璃纤维（环氧玻璃钢）防水施工工法 完成单位：四川省第六建筑有限公司第五工程分公司 主要完成人: 赵剑芳何云华易建辉凌红杨勇 1 前言 1.0.1 近年来随着城市建设的发展，高层建筑物超深地下室工程防水（地下水位压力过大）及各种对防水有特殊要求【耐碱（酸）性、耐久性、抗腐蚀、与基层粘结强度高、工艺性能好等】的工程越来越多，传统的卷材、涂膜防水不能满足这些工程的特殊使用要求；随着环氧类材料与玻璃纤维复合材料（俗称环氧类玻璃钢）防水技术的日渐成熟，在高层建筑地下室、地铁工程、工业厂房水池、海洋馆大洋水池等工程中大量使用了环氧类防水材料。 1.0.2 2007年6月华西集团四川省第六建筑有限公司第五工程分公司承建成都市虎豹海洋世界水族馆工程，针对该工程工期紧、质量要求高、结构异形、技术难度大等特点及首次承接相应大洋展示池、珊瑚池环氧类玻璃纤维防水工程的不利因素，我单位成立技术小组针对环氧类玻璃纤维防水进行了技术攻关，与相关协作单位一起，成功的解决了相关环氧类防水施工中的诸多难题，取得了良好的经济和社会效益。为了使环氧类玻璃纤维防水施工工艺更趋规范化、标准化，我单位在工程实践的基础上经过不断研究、探索，编制了本工法。 2 特点 2.0.1 该工法充分利用了电动磨光机（平板、角磨）、空压搅拌机、台秤等设备，并在精确的配制环氧树脂胶料（按配合比）和技术熟练操作人员的精心施工下，达到了施工快捷、质量保证、经济节约的目的。 2.0.2 该工艺流程合理且程序化、工效高、工程质量和施工安全容易控制、施工成本较低、适用范围广。 3 适用范围 3.0.1 本工法适用于高层建筑超深地下室、地铁工程、工业厂房水池、海洋馆海水池等对防水有耐久性要求的防水工程；本工法也适用于对防水质量要求高的屋面、卫生间防水工程（Ⅰ～Ⅳ级）。 4 工艺原理 4.0.1 环氧树脂与玻璃纤维复合材料所用原料有环氧树脂、增强用玻璃纤维、固化剂、增韧剂、稀释剂、填料。 4.0.2 环氧树脂底涂层具有高渗透性，它能通过混凝土或砂浆基层的微细裂缝和毛细管渗入
◆玻璃纤维的成分及性能 生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下： 1、E-玻璃亦称无碱玻璃，系一种硼硅酸盐玻璃。目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分，具有良好的电气绝缘性及机械性能，广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维，也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维，它的缺点是易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环境。 2、C-玻璃亦称中碱玻璃，其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃，但电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维10%～20%，通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼，而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。在国外，中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品，如用于生产玻璃纤维表面毡等，也用于增强沥青屋面材料，但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半（60%），广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物，包扎织物等的生产，因为其人格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。 3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量，它的单纤维抗拉强度为2800MPa，比无碱玻纤抗拉强度高25%左右，弹性模量86000MPa，比E-玻璃纤维的强度高。用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。但是由于价格昂贵，目前在民用方面还不能得到推广，全世界产量也就几千吨左右。 4、AR玻璃纤维亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强水泥而研制的。 耐碱玻璃纤维，又称AR玻璃纤维，英文：alKali -resistant glass fibre，主要用于玻璃纤维增强（水泥）混凝土（简称GRC）的肋筋材料，是100%无机纤维，在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。它的特点是耐碱性好，能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀，握裹力强，弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高，不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强，抗裂、抗渗性能卓越，具有可设计性强，易成型等特点，是广泛应用在高性能增强（水泥）混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。 5、A玻璃亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，因耐水性很差，很少用于生产玻璃纤维。 6、E-CR玻璃是一种改进的无硼无碱玻璃，用于生产耐酸耐水性好的玻璃纤维，其耐水性比无碱玻纤改善7～8倍，耐酸性比中碱玻纤也优越不少，是专为地下管道、贮罐等开发的新品种。 7、D玻璃亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。 除了以上的玻璃纤维成分以外，近年来还出现一种新的无碱玻璃纤维，它完全不含硼，从而减轻环境污染，但其电绝缘性能及机械性能都与传统的E玻璃相似。另外还有一种双玻璃成分的玻
玻璃纤维的成分及性能 生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下： 1、E-玻璃亦称无碱玻璃，系一种硼硅酸盐玻璃。目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分，具有良好的电气绝缘性及机械性能，广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维，也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维，它的缺点是易被无机酸侵蚀，故不适于用在酸性环境。 2、C-玻璃亦称中碱玻璃，其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃，但电气性能差，机械强度低于无碱玻璃纤维10%～20%，通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼，而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。在国外，中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品，如用于生产玻璃纤维表面毡等，也用于增强沥青屋面材料，但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半（60%），广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物，包扎织物等的生产，因为其人格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。 3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量，它的单纤维抗拉强度为2800MPa，比无碱玻纤抗拉强度高25%左右，弹性模量86000MPa，比E-玻璃纤维的强度高。用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、空间、防弹盔甲及运动器械。但是由于价格昂贵，目前在民用方面还不能得到推广，全世界产量也就几千吨左右。 4、AR玻璃纤维亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强水泥而研制的。 5、A玻璃亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸盐玻璃，因耐水性很差，很少用于生产玻璃纤维。 6、E-CR玻璃是一种改进的无硼无碱玻璃，用于生产耐酸耐水性好的玻璃纤维，其耐水性比无碱玻纤改善7～8倍，耐酸性比中碱玻纤也优越不少，是专为地下管道、贮罐等开发的新品种。 7、D玻璃亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。 除了以上的玻璃纤维成分以外，近年来还出现一种新的无碱玻璃纤维，它完全不含硼，从而减轻环境污染，但其电绝缘性能及机械性能都与传统的E玻璃相似。另外还有一种双玻璃成分的玻璃纤维，已用在生产玻璃棉中，据称在作玻璃钢增强材料方面也有潜力。此外还有无氟玻璃纤维，是为环保要求而开发出来的改进型无碱玻璃纤维。 玻璃纤维制品品种与用途 1、无捻粗纱 无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成的。无捻粗纱按玻璃成分可划分为：无碱玻璃无捻粗纱和中碱玻璃无捻粗纱。生产玻璃粗纱所用玻纤直径从12～23μm。无捻粗纱的号数从150号到9600号（tex）。无捻粗纱可直接用于某些复合材料工艺成型方法中，如缠绕、拉挤工艺，因其张力均匀，也可织成无捻粗纱织物，在某些用途中还将无捻粗纱进一步短切。 (1)喷射用无捻粗纱适合于玻璃钢喷射成型使用的无捻粗纱要具备如下性能：①良好的切割性，在连续高速切割时产生的静电少； ②无捻粗纱切割后分散成原丝的效率要高，也即分束率高，通常要求90%以上；③短切后的原丝具有优良的覆模性，可覆盖在模具的各个角落；④树脂浸透快，易于被辊子辊平并易于驱赶气泡；⑤原丝筒退解性能好，粗纱线密度均匀，适合于各种喷枪及纤维输送系统。喷射用无捻粗纱都是由多股原丝络制而成，每股原丝含200根玻纤单丝。 （2）SMC用无捻粗纱 SMC即片状模塑料，主要用于压制汽车部件、浴缸、水箱板、净化槽、各种座椅等。SMC用无捻粗纱在制造SMC片材时要切成lin(25mm)的长度，分散在树脂糊中，因此对SMC用无捻粗纱的要求是短切性好，毛丝少，抗静电性优良，在切 割时短切丝不会粘附在刀辊上。对着色的SMC而言，无捻粗纱要在高颜料含量的树脂糊中被树脂浸透。通常SMC无捻粗纱一般为2400tex，少数情况下也有用4800tex的。 （3）缠绕用无捻粗纱缠绕法用于制造各种口径的玻璃钢管、贮罐等。缠绕用无捻粗纱的号数从1200号到9600号，缠绕大型管道及贮罐多倾向于直接无捻粗纱，如4800tex的直接无捻粗纱。对缠绕用无捻粗纱的要求如下：a)成带性好，呈扁带状；b)无捻粗纱退解性好，在从纱筒退解时不脱圈，不形成"鸟巢"状乱丝；c)张力均匀，无悬垂现象；d)线密度均匀，一般须小于±7%；⑤无捻粗纱浸透性好，从树脂槽通过时易为树脂润湿及浸透。 （4）拉挤用无捻粗纱拉挤用于制造断面一致的各种型材，其特点是玻纤含量高，单向强度大。拉挤用无捻粗纱可以是多股原丝并合的也可以是直接的无捻粗纱，其线密度范围为1100号到4400号。各种性能要求与缠绕无捻粗纱大体相同。 （5）织造用无捻粗纱无捻粗纱的一个重要用途是织造各种厚度的方格布或单向无捻粗纱织物，它们大多用于手糊玻璃钢成型工艺中。对强造用无捻粗纱有如下要求：a)良好的耐磨性；b)良好的成带性；c)织造用无捻粗纱在织造前需经强制烘干；d)无捻粗纱张力均匀，悬垂度应符合一定标准；e)无捻粗纱退解性好；f)无捻粗纱浸透性好。
高性能纤维的研究进展 姓名：马瑞辉学号：201120151002 高性能纤维（High Performance Fibers）主要是基于航空、航天和海洋等极端条件以及战争、野外和安全等方面的需要而开发的，具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀和耐辐射等特点之一。 进入20 世纪，随着化学纤维的不断出现和发展，新型纤维材料的性能不仅可满足服饰变化的需求。在产业方面纤维最早主要被用于制作渔网、渔线、绳索等。随高性能纤维材料在产业、航空航天及军事等方面用途的不断扩大，各种高性能纤维应运而生。近年来世界主要高性能纤维的总发展趋势是继续以较高的速度发展，但不同的品种有些差异。 一、高性能纤维的种类及特性 高性能纤维主要包括芳香族聚合物及杂环类纤维、高强高模聚烯烃纤维、碳纤维及其它。 芳香族聚合物及杂环类纤维包括芳香族聚酰胺纤维（PMIA纤维、PPTA纤维、PAr纤维）、聚苯并咪唑纤维、聚苯撑苯并双噁唑纤维、PIPD纤维、聚酰亚胺纤维、酚醛树脂纤维、聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚醚酰亚胺纤维。 芳香族聚酰胺纤维的代表有PMIA纤维、PPTA纤维、PAr纤维。Nomex是DuPont公司于1960年研制出的一种间位型芳香族聚酰胺纤维，学术名为聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA ) 纤维。PM IA 纤维具有良好的防火、耐热、耐化学试剂性能，可用于航天飞行员的宇航服、赛车运动服、防火工作服、耐高温滤布、烘干机衬布、传送带基布以及复合材料等。Kevlar 即聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA ) 纤维，是DuPont公司1981年开始批量生产的另一种对位型芳香族聚酰胺纤维。PPTA纤维大分子的刚性很强，分子链几乎处于完全伸直状态，这种结构不仅使纤维具有很高的强度和模量。而且还使纤维表现出良好的热稳定性以及耐疲劳性、耐摩擦性、电绝缘性等，但其耐强酸、强碱性较差对紫外线较敏感。 聚苯并咪唑纤维即聚2,2’-间苯撑-5,5’ -二苯并咪唑(简称PB I) 纤维。PBI 纤维具有很多突出的特性，如抗燃性、热稳定性、吸湿性、耐强酸强碱性以及良好的纺织加工性和穿着舒适性等。在耐高温过滤材料、抗燃保护服、宇航服、飞行器内饰和防火填充物及其它耐高温、耐化学腐蚀方面有着重要用途。 聚苯撑苯并双噁唑纤维（PBO）是一种芳杂环液晶聚合物。PBO纤维的抗张强度和抗张模量分别可达5.8GPa 和280GPa，使用温度和热分解温度分别为350℃和650℃，具有比对位型芳香族聚酰胺纤维更高的比强度、比模量和耐高温性能，被视为先进结构复合材料的新一代超级增强纤维。
热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。 (3)按环氧复合材料阶性能、成型方法、产品及应用领域的特点，并照顾到习惯上的名称综合考虑可分为：环氧树脂工程塑料、环氧树脂层压塑料、环氧树脂玻璃钢(通用型环氧树脂复合材料)及环氧树脂结构复合材料。 3、环氧树脂复合材料的特性 (1)密度小，比强度和比模量高。高模量碳纤维环氧复合材料的比强度为钢的5倍、铝合金的4倍，钻合金的3．2倍。其比模量是钢、铝合金、钦合金的5．5—6倍。因此，在强度和刚度相同的情况下碳纤维环氧复合材料构件的重量可以大大减轻。这在节省能源、提高构件的使用性能方面，是现有任何金属材料所不能相比的。 (2)疲劳强度高，破损安全特性好。环氧复合材料在静载荷或疲劳载荷作用下，首先在最薄弱处出现损伤，如横向裂纹、界面脱胶、分层、纤维断裂等。然而众多的纤维和界面会阻
新材料产业“十二五”发展规划专题报告—— 高性能玻璃纤维产业规划 中材科技股份有限公司 南京玻璃纤维研究设计院 二〇一〇年九月
目录 一、领域界定 (1) （一）概念和范围 (1) （二）性能和用途 (1) 二、发展现状 (1) （一）生产情况 (1) （二）消费情况 (3) （三）投资情况 (4) （四）技术装备 (5) （五）重点企业 (6) （六）产业布局 (7) 三、主要问题 (7) （一）当前产业发展存在的主要问题 (7) （二）与国际先进水平相比存在的主要差距 (8) （三）制约行业发展的主要瓶颈 (8) 四、发展趋势和需求分析 (9) （一）面临的形势 (9) （二）产业发展趋势 (9) （三）市场需求分析 (10) 五、发展目标和重点 (15) （一）发展目标 (15) （二）发展重点 (15) 1.重点产品 (15) 2.核心技术 (16) 3.关键装备 (17) 4.布局重点 (17) （三）重大工程 (17) 六、政策建议 (18)
高性能玻璃纤维产业规划 一、领域界定 （一）概念和范围 玻璃纤维是一种综合性能优异的无机非金属材料，它是以天然矿石为原料，经过粉磨均化、高温熔制、拉丝、后加工等工序，最后形成连续纱、织物、短切纱、棉等各类玻璃纤维产品。通常作为复合材料增强基材、电绝缘材料、耐热绝热材料、光导材料、耐蚀材料和过滤材料等，广泛应用于国民经济各个领域。 玻璃纤维及复合材料自二十世纪三十年代诞生以来有了很大发展，生产技术不断提高，产品应用领域不断扩大。虽然其他高性能纤维如碳纤维、芳纶、陶瓷纤维等的应用范围越来越广，但玻璃纤维作为增强材料，仍是树脂基复合材料的绝对主体，占应用量的98%以上。 随着科技和经济的发展，不断对玻璃纤维应用功能提出更多、更好、更苛刻的要求，同时考虑行业本身的可持续发展，玻璃纤维行业在早先诞生的普通无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维的基础上，努力开发了高强高模、耐疲劳、耐热、耐酸、耐碱、耐辐照、低介电、导光导像等高性能玻璃纤维，更好地发挥了玻纤的性能优势，在先进复合材料领域发挥着重大的作用。 高性能玻璃纤维是指：与传统玻璃纤维相比，某些性能有显著提高，或具有传统玻璃纤维所不具备的优异性能和特殊功能的玻璃纤维。 （二）性能和用途 高性能玻璃纤维与传统玻璃纤维相比的性能优势和主要用途见表1。
2010 年第 17 期·航空制造技术 75 新型高强度玻璃纤维制备及其 增强环氧树脂性能 * 中材科技股份有限公司刘建勋祖群朱建勋 高强度玻璃纤维与普通无碱玻璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域。 目前, 主要高强度玻璃纤维有:美国的“S -2” 、日本的“T” 纤维、俄罗斯的“ВМЛ” 纤维、法国的“R” 纤维和中国的“H S” 系列纤维 [3-6]。表 1是不同牌号高强度玻璃纤维的性能比较, 同时与 E-glass 纤维作对比。 从表 1可以看出, 目前我国性能较高的“H S-4” 玻璃纤维, 其力学性能和法国“R”玻璃纤维、俄罗斯 刘建勋 毕业于南京理工大学国家特种超细粉体研究中心, 获工学博士学位。2008~2010年, 南京玻璃纤维研究设计院博士后、高级工程师, 江苏省颗粒学会理事。主持国防军品配套、江苏省自然科学基金等国家和省科技项目, 现在主要从事特种玻璃纤维成分与性能研究。发表 SCI、 EI 文章 10余篇。 Preparation of New High-Strength Glass Fiber and Performance of Reinforced Epoxy Resin
* 国家高技术研究发展计划 (863计划资助项目 (2007AA03Z549 ; 江苏省自然科学基金资助项目 (BK2009488 。 高强度玻璃纤维与普通无碱玻 璃纤维相比具有拉伸强度高、弹性模量高、抗冲击性能好、化学稳定性好、抗疲劳性好、耐高温等优良性能, 广泛应用于航空、航天、兵器、舰船、化工等领域, 如导弹发动机壳体、宇航飞机内衬、枪托、发射炮筒、防弹装甲、高压容器等。随着科技的发展, 高强度玻璃纤维在各工业领域的需求量也在不断扩大[1-2]。 76 航空制造技术·2010 年第 17 期 及浸胶纱强度及层间剪切强度。 (2 玻璃纤维新生态强度的检测。 根据标准 A S T M D -2102, 取熔制好的玻璃约 60g, 放入单孔铂铑坩埚内, 在1440℃ ~1450℃下再熔融, 通过控制常规的玻璃纤维成型工艺参数 (液面高度、热点温度、拉丝机转速等 , 拉制成直径为7~8μm 的连续玻璃纤维, 采用强力测试机测试其新生态强度, 测试环境湿度必须控制在规定范围内。 (3 玻璃纤维耐温性的检测。玻璃纤维的耐温性采用软化点来判定, 软化点温度越高, 耐温性越好, 反之则耐温性差。软化点的测试方法与其他玻璃纤维软化点测试方法相同, 采用吊丝法(按 A S T M C -338 测试, 匀速升温, 激光位移感应器记录玻璃伸长速率, 当伸长率
环氧树脂复合材料 复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力，通过各组分的合理匹配和协同作用，呈现出原来单一材料(均质材料、单相材料)所不具有的优异的新性能，从而达到对材料某些性能的综合要求。复合材料的出现在材料发展史上具有划时代的意义。受到国内外的极大重视。其发展之迅猛在历史上是空前的。已在工业、农业、交通、军事、科学技术和人民生活等各个领域广为应用。尤其是在航空、航天等尖端技领域中已成为不可缺少的重要的结构材料。无怪乎有人认为21世纪将进入“复合材料时代”。 热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。
玻璃纤维增强塑料成型工艺 第一章绪论 FRP（Fiberglass Reinforced Plastics）或GRP（GlassReinforced Plastics）或GFRP（Glass fibre reinforced plastics）。玻璃钢是玻璃纤维增强塑料的习惯叫法，是一种新型工程材料。它是以玻璃纤维及其制品作为增强材料，以合成树脂作基体材料，通过一定的成型工艺而制成的一种复合材料。三十年代在美国出现后，到二次世界大战期间由于战争的需要才发展起来。战后逐渐转到了民用工业方面，并获得了迅速发展。由于玻璃钢具有许多特殊优良的性能（如机械强度高、比重小、耐化学腐蚀、绝缘性能好等等）。因此被普遍应用于火箭、导弹、航空、造船、汽车、化工、电器、铁路以及一般民用等工农业部门中。目前世界各国都非常重视研究和发展玻璃钢材料，迄今为止，人们不但研究试制成功各种各样有特殊性能的玻璃钢材料产品，而且研究成功各种各样的成型工艺。 第二章玻璃钢基础知识 1、玻璃钢的发展历史 1940年，美国一家实验室的技术人员不小心将加有催化剂的不饱和聚酯树脂倾倒在玻璃布上，第二天发现固化后的这种复合材料强度很高，玻璃钢遂应运而生。 1942年第一艘玻璃钢渔船问世；玻璃钢管试制成功并投入使用。二战其间，美国以手工接触成型与抽真空固化工艺，制造了收音机雷达罩与副油箱；利用胶接技术制作了玻璃钢夹芯结构的收音机机翼。 1946年发明了以纤维缠绕法生产压力容器的方法。 1949年预混料DMC（BMC）模压玻璃钢面试。 1950年真空袋与压力袋成型工艺研究成功；手糊环氧玻璃钢直升收音机旋翼面市。 20世纪50年代末，前苏联成功将玻璃钢用于炮弹引信体等军品及化工器材的生产。 1961年德国率先开发片状模塑料（SMC）及其模压技术。 1963年玻璃钢波形瓦开始机械化生产，美、法、日先后有高生产率的边疆生产线投生。 1972年美国研究成功干法生产的热塑性片状模塑料。 20世纪80年代，开发了湿法生产的热塑性片大辩论模塑料。瑞士、奥地利离心法成型玻璃钢管得到发展；意大利工业化纤维缠绕玻璃钢管生产线技术成熟，产品大量使用于石化、轻工、轮船等领域。 1956年，时任重工业部副部长、后任建材工业部长的赖际发同志赴前苏联考察玻璃钢。俄文称玻璃钢为“玻璃塑料”（CTEKJIOIIJIACTHHK），当时中文里没有相应的词。想到材料内有玻璃，强度又高，就叫“玻璃钢”。这就是“玻璃钢”一词的由来。
玻纤增强尼龙材料的特点及应用 玻纤增强尼龙材料是在尼龙树脂中加入一定量的玻璃纤维进行增强而得到的塑料。玻纤增强尼龙具有非常优越的综合性能，广泛应用于电工工具、汽车行业、机械工业、运动器材、办公设备等领域。 玻纤增强尼龙材料的特点 优良的机械力学性能； 良好的耐热性； 良好的尺寸稳定性； 良好的自润滑性和耐磨性； 良好的注塑成型性能和外观； 良好的着色性能； 耐低温； 其它性能。 玻纤增强尼龙的应用领域 电动工具：切割机、电锯、电钻、角磨机、抛光机、电锤、电镐、热风枪、锂电螺丝批、砂光机、雕刻机等； 汽车行业：散热水室、进气歧管、镜框支架、通风格栅、门把手、节流阀体、风扇罩、变速控制杆罩、手刹、加速器踏板、齿轮等； 机械工业：水泵、水阀、轴承、轴套、齿轮、支架、托辊等； 运动器材：滑雪器材、童车、自行车、健身器材零部件等； 办公装备：座椅支架、滑轮、转轴、碎纸机齿轮、打印机部件等。 电动工具PA6GF30关键性能特点： 1、高刚性 2、良好的耐低温韧性 3、良好的耐候性 4、优良的着色性能 5、良好的表面外观 6、成本较合算 材料牌号：PA6G308 进气歧管PA6GF30关键性能特点： 1、刚性 2、长期耐热稳定性 3、轻量化 4、良好的焊接性能 5、高爆破强度 6、低噪音 7、耐油性
材料牌号：PA6G308 散热水室PA66GF30关键性能特点： 1、耐醇解性 2、耐热稳定性 3、刚性 4、低蠕变性 5、耐疲劳性 材料牌号：SE8066HS 运动器材PA6GF30关键性能特点： 1、高刚性 2、高冲击强度 3、良好外观 4、良好着色性 5、耐低温 材料牌号：PA6G308 办公装备PA66GF30关键性能特点： 1、替代金属 2、良好表面外观 3、耐冲击 4、刚性 5、耐磨性 6、成本合算 材料牌号：PA66G308 机械工业PA66GF30关键性能特点： 1、替代金属 2、良好表面外观 3、耐冲击 4、高刚性 5、耐化学性 6、耐磨性 材料牌号：PA66G308
综合实验研究 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的制备 院系：航空航天工程学部 专业：高分子材料与工程专业 指导教师：于祺 学生姓名：王娜
目录 第1章概述 1.1 玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的研究现状 1.2 本次试验的目的及方法 第2章手糊法制备玻纤/环氧树脂复合材料 2.1实验原料 2.1.1环氧树脂 2.1.2玻璃纤维 2.1.3咪唑固化剂 2.1.4活性稀释剂 2.2手糊成型简介 2.4实验部分 2.4.1实验仪器 2.4.2实验步骤 第3章力学性能测试 3.1剪切强度 3.2弯曲强度 3.3实验数据的分析 3.3.1 浸胶的用量及均匀度 3.3.2 固化时间与温度的影响 3.3.3 活性稀释剂的用量 第4章结论与展望 4.1结论与展望 参考文献
第1章概述 1.1 玻璃纤维增强环氧树脂复材的研究现状 EP/玻璃纤维(GF)复合材料是目前研究比较成熟、应用最广的一种复合材料。EP/GF复合材料具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛、工艺性好、加工成型简便、生产效率高等特点,并具有材料可设计性及特殊的功能性如屏蔽电磁波、消音等特点,现已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法代替的重要材料。且复合材料的研究水平已成为一个国家或地区科技经济水平的标准之一。目前美，日，西欧的水平较高，北美，欧洲，日本的产量分别占33%，32%，30%。毋庸置疑，EP/玻璃纤维(GF)复合材料的质量轻，高强度等优于金属的特性，会在某些领域更广泛的使用，目前复材的粘接性能与力学性能成为主要的研究方面。目前主要的成型方法有手糊成型，缠绕成型，热压管成型，RTM成型，拉挤成型。 1.2 本次试验的目的及方法 实验由学生自行设计采用一种固化体系，用手糊成型方法制备EP/玻璃纤维(GF)复合材料，再测量材料的力学性能如，弯曲，剪切。目的在于1，了解材料科学实验所涉及到的设备的基本使用。 2，掌握环氧树脂固化体系的配置及设计。 3，对手糊成型操作了解，及查找文献完成论文的能力。 就此要求我们第2组采用环氧树脂E-44，20cm×20cm的玻璃纤维布15张，用咪唑固化剂并加入稀释剂防止体系过粘。通过查阅相关文献，确定咪唑固化环氧树脂的最佳固化条件：60℃/2h+80℃/2h，制备了玻璃纤维增强环氧树脂复合材料，之后将制备的样品进行力学性能测试，其层间剪切强度为5.750Mpa，弯曲强度为127.64Mpa。
上海席亚高分子材料有限公司 地址：上海市浦东新区瑞祥路125号 客户热线：400‐ 602‐ 1223 传真：021 3325 0700 公司网址：https://www.doczj.com/doc/2c1029164.html, TG-2620 长纤增强聚碳酸酯树脂 TG-2620 长纤增强聚碳酸酯树脂 一、产品说明： THEA TG-2620玻纤增强聚碳酸酯树脂是严格按照上海市《聚碳酸酯树脂及其系列产品Q/GHPE 3-92标准》生产的长纤增强材料。我司依靠超过20年的聚碳酸酯生产经验，优选国内外多种最适合牌号的聚碳酸酯树脂，与无水长纤及稳定剂通过双螺杆挤出混炼工艺，生产出质量稳定、可靠性高的系列聚碳酸酯改性产品。为航天、军工、电子、医疗器械等行业指定产品，具有良好的信誉。 二、特性： ● 质量稳定性优异 ● 产品不变形 ● 产品不开裂 ● 电性能优异 ● 耐温性好 ● UL94-V0阻燃等级 ● 符合REACH、RoHs 三、用途： 本品为含玻纤20%的增强型聚碳酸酯。其机械强度高、适用于注射、挤出、压制成型。其优异的抗冲性能和尺寸稳定性，使其适用于机械性能要求极高的领域，发挥功能性作用，以及代替沉重的金属零件。典型的用途为电子电力连接件、线槽、胶版、电容器壳体、代金属零件、体育休闲用品等。 四、包装与运输： 包装在内衬聚乙烯塑料袋的编织袋内，一般包装为25kg，也可根据用户要求指定包装。 运输时要避免防潮、受污和曝晒在太阳光下，并要轻取轻放，以免包装破裂。 五、产品技术指标： 项目 指标 检测结果 外观 浅黄色半透明颗粒 浅黄色半透明颗粒 玻璃纤维含量 ％ ≥ 18 20 共混后树脂分子量 ≥ 2.1×104 2.1×104 拉伸强度 MPA ≥ 100 113 缺口冲击强度 KJ/㎡ ≥ 10 12 热变形温度 ℃ ≥ 138 140 体积电阻率 ?. CM ≥ 5×1015 6×1015 介电常数 （106 HZ ） 3.2‐3.6 3.3 介电损耗角正切 （106 HZ ）《 1.2×10‐2 1.1×10‐2 六、储存与保质期： 存储在通风、干燥的库房内，不要与易燃物品和腐蚀物品堆放在一起。 产品保质期为六年。
玻纤增强PP的特性 PP加玻纤，通常，PP材料的拉伸强度在20M~30MPa之间，弯曲强度在25M~50MPa之间，弯曲模量在800M~1500MPa之间。如果要想 把PP用在工程结构件上，就必须使用玻璃纤维进行增强。 PP加玻纤，通过玻璃纤维增强的PP产品的机械性能能够得到成倍甚至数倍的提高。具体来说，拉伸强度达到了65MPa~90MPa，弯曲强度达到了70MPa~120MPa，弯曲模量达到了3000MPa~4500MPa，这样的机械强度完全可以与ABS及增强ABS产品相媲美，并且更耐热。 PP加玻纤，一般ABS和增强ABS的耐热温度在80℃~98℃之间，而玻璃纤维增强的PP材料的耐热温度可以达到135℃~145℃。 增强改性PP所用的玻璃纤维，要求长度为0．4～0．6ram，若长度小于0．04mm，玻璃纤维只起填充作用而无增强效果，发达国家都在开发长丝增强注射材料。玻璃纤维含量在40％(质量分数)含量内，玻 璃纤维含量越高，PPR弹性模量、抗张、抗弯强度也越高。但一般不能超过40％，否则流动量下降，失去补强作用，一般在10％～30％。 PP填充改性，在PP中加入一定量的无机矿物，如滑石粉、碳酸钙、二氧化钛、云母等，可提高刚性，改善耐热性与光泽性；填加碳 纤维、硼纤维、玻璃纤维等可提高抗张强度；填加阻燃剂可提高阻燃性能； 填加抗静电剂、着色剂、分散剂等可分别提高抗静电性、着色性及流动性等；填加成核剂，可加快结晶速度，提高结晶温度，形成更多更小的球晶 体，从而提高透明性和冲击强度。因此，填充剂对提高塑料制品的性能、改善塑料的成型加工性、降低成本有显著的效果。 玻纤增强PP的应用 PP作为四大通用塑料材料之一，具有优良的综合性能、良好的化学稳定性、较好的成型加工性能和相对低廉的价格；但是它也存 在着强度、模量、硬度低，耐低温冲击强度差，成型收缩大，易老化等缺 点。因此，必须对其进行改性，以使其能够适应产品的需求。对PP材料 的改性一般是通过添加矿物质增强增韧、耐候改性、玻璃纤维增强、阻燃改性和超韧改性等几个途径，每一种改性PP在家用电器领域都有着大量 应用。 PP加玻纤材料，可以被用来制作冰箱、空调等制冷机器中的轴流风扇和贯流风扇。此外，它也可以用于制造高转速洗衣机的内桶、波轮、皮带轮以适应其对机械性能的高要求，用于电饭煲底座和提手、电子微波烤炉等对耐温要求较高的场所。
纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺
纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺一、前言 相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大占以来发展很快。尽管产量小（据法国Vetrotex公司统计，2003年全球复合材料达700万吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%，以中国（含台湾省）、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料（玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”）逾90万吨，已居世界第二位（美国2003年为169万吨，日本不足70万吨）。复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分 组成： 增强材料：在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能，如玻璃钢中的玻璃纤维，CFRP（碳纤维增强塑料）中的碳纤维素就是增强材料。 基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢（GRP）中的树脂（本文谈到的环氧树脂）就是基体。y
按基体材料不同，复合材料可分为三大类： 树脂复合材料 金属基复合材料 无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合材料。 本文讨论环氧树脂基复合材料。 1、为什么采用环氧树脂做基体？ 固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%； 粘结力强； 有B阶段，有利于生产工艺； 可低压固化，挥发份甚低； 固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯权势脂为佳，然耐酸性差；固化后一般较脆，韧性较差。 2、环氧玻璃钢性能（按ASTM） 以FW（纤维缠绕）法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。 表1 GF/EPR与钢的性能比较 玻璃含量GF/EPR（玻纤含量80wt%) AISI1008 冷轧钢
电子级玻璃纤维池窑拉丝与高性能玻璃纤 维制品技术开发项目 可行性研究报告 （此文档为Word格式、下载后您可任意修改编辑！）
目录第一章总论 1.1项目名称及承办单位 1.2项目背景 1.3可行性研究依据、原则和范围1.4建设规模与产品方案 1.5技术方案 1.6项目主要技术经济指标 1.7综合评价和结论 第二章市场预测及建设规模 2.1产品市场产销现状 2.2项目产品定位 2.3产品目标市场与竞争力分析 2.4价格现状与预测 2.5 建设规模与产品方案 2.6产品质量标准 2.7产品用途 第三章厂址与建设条件 3.1厂址 3.2建设条件 3.3燃料供应 3.4动力供应 3.5供排水 第四章工程技术方案 4.1概述 4.2配合料制备 4.3玻璃熔制系统 4.4玻璃纤维成型 4.5浸润剂配制 4.6玻璃纤维制品加工 4.7生产过程自动控制 4.8质量检测 4.9总平面布置 4.10土建工程 4.11给排水 4.12电气 4.13燃料 4.14暖通与空调
4.15热力 4.16压缩空气 4.17主要设备与材料表 第五章节约能源 5.1概述 5.2节能措施 第六章环境保护 6.1本项目执行的相关环保标准 6.2主要污染源与污染物 6.3污染物处理方案 6.4其他防治措施 6.5环境保护投资概算 第七章安全与工业卫生 7.1 概述 7.2 设计依据 7.3 生产所用的易燃、易爆物质和生产过程中产生有害因素 7.4设计中所采取的防范和治理措施及效果分析 第八章消防 8.1概述 8.2消防 第九章企业组织与劳动定员 9.1企业组织 9.2工作制度与劳动定员 9.3人员培训 第十章项目进度安排 第十一章投资估算 11.1工程概况 11.2编制依据 11.3编制说明 11.4进口设备材料费率标准 11.5投资分析 第十二章技术经济分析 12.1 说明 12.2 基础数据 12.3 财务测算成本费用说明 12.4 测算结果 12.5 单因数敏感性分析 12.6 多因数敏感性分析 12.7 结论 附表：技术经济分析表 附图：总平面布置图
文献综述 题目：玻璃纤维及其复合材料的性能与应用 姓名：顾典梅 专业：化学工程与工艺 班级：化工102 班 学号： 1008110206 指导教师：潘老师 日期：2013-6-17
玻璃纤维及其复合材料的性能与应用 摘要 材料是工业的基础，工业的发展，在很大程度上取决于新材料的开发与应用。玻璃纤维作为一种综合性能优良的无机非金属材料，被广泛应用于国民经济的众多领域，给工业的发展注入了新的活力。本文主要对玻璃纤维的发展、基本性能、复合材料及其应用做了介绍。 关键字：玻璃纤维复合材料性能 Abstract Material is the basis of industry,industrial development,development and depends greatly on the application of new materials.Glass fiber as a kind of inorganic non-metallic materials with excellent comprehensive properties,has been widely used in many fields of national economy,has injected new vitality to the development of industry.This paper mainly discusses the development,the basic properties of glass fiber,composite material and its application is introduced. Key words: glass fiber composite materials performance. 1、前言 在一般人的观念中，玻璃为质硬易碎物体，并不适于作为结构用材，但如其抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良之结构用材。可见，玻璃纤维并不是我们平日里想象的这般无用。玻璃纤维是塑料改性增强的主要品种,是实现通用塑料工程化的重要途径之一,它的使用能使制品的抗拉强度、刚性、热变形温度明显提高。玻璃纤维的应用已渗透到国民经济的各个领域,如交通、电子、建筑、卫生、环保、化工、造船、航空、航天等,已成为不可缺少的优良材料。玻璃纤维复合材料由于其材料性能的可设计性及轻质高强的特点,应用于航空、航天及国民经济的诸多领域,如建筑、陆上交通工具、船艇和近海工程、电子、电器、体育、医疗器械等。 在国发2号文件的指导及贵州省十二五规划中提出大力发展制造业，其中合成纤维产业也占很大比重，这是个良好的契机，充分利用好玻璃纤维及其复合材料，对于加快工业的进步，改善贵州经济又重要意义。 2、玻璃纤维的发展历程 文献[1][2][3]主要对玻璃纤维及其复合材料的发展性能等做了详细的介绍。玻璃纤维的发展主要经历了以下几个个阶段：
新型高强度玻璃纤维的制备与性能研究 摘要：本文研究了NEW HS这种新型高强度玻璃纤维，这种玻璃纤维的主要成分是二氧化硅、氧化铝和氧化镁，总含量大于百分之九十六，其余成分为助溶剂和澄清剂和少量的杂质，经过熔融冷却试制了玻璃样品，并测试了实验样品的粘度、新生态强度、析晶上限、软化点灯各项性能指标新生态强度测试数据在4700MPa左右，软化温度为970摄氏度，耐酸性检测中质量损失小于 5.20％，新型玻璃纤维表现出了良好的力学性能和耐高温、耐酸性能。 关键词：玻璃纤维：高强度：耐酸性：耐温性 一、研究背景 相比于普通的无碱玻璃纤维，高强度的玻璃纤维表现出较高的物理性能和化学性能，拉伸强度、抗冲击能力、耐蚀性、耐疲劳能力、耐高温能力都很好，广泛用于军工和航天领域，而应用范围不断扩大，发展前景可观。目前市场上有的高强度玻璃纤维制品有美国的S-2、日本的“T”型、法国的“R”型、中国的“HS”系列等高强度玻璃纤维，但是上述产品都存在一定的缺陷，美国的高强度玻璃纤维生产过程中加入了贵金属，造价高，日本的高强度玻璃纤维中加入了较多氧化锂，导致成本高的同时还要加入有毒的氧化镝作为澄清剂，而中国早期的高强度玻璃纤维成分包含氧化铁，玻璃纤维的导热能力不好，而且玻璃自身有颜色导致不好着色。 本文设计了新型高强度玻璃纤维NEW HS，改善上述问题。 二、高强度玻璃纤维的制备 2.1高强度玻璃纤维的原材料 实验所用的材料包括二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化硼、氧化铬、碳酸锂、氧化铁等工业级原料。 2.2高强度玻璃纤维的成分设计 根据计算，确定了本高强度玻璃纤维的成分范围，二氧化硅,54-62％，氧化铝24-27，氧化镁12-15％，氧化铬0.-1.5％，氧化锂0.3-0.5％，氧化硼0.-1.5％，氧化铁0.2-.4％，氧化钨％，其余成分为杂质，再次范围之内配料。 2.3玻璃纤维的制备