玻璃钢材料课件

什么是玻璃钢玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP）是一种品种繁多，性能各别用途广泛的复合材料。

它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。

玻璃钢具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。

与常用的金属材料相比，它还具有如下的特点：1、由于玻璃钢产品可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求自行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。

因此，玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。

2、玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。

只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地完成。

3、玻璃钢材料，还是一种节能型材料。

若采用手工糊制的方法，其成型时的温度一般在室温下或者在100℃以下进行，因此它的成型制作能耗很低。

即使对于那些采用机械的成型工艺方法，例如模压、缠绕、注射、RTM、喷射、挤拉等成型方法，由于其成型温度远低于金属材料，及其他的非金属材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。

综上所述，与传统的金属材料及非金属材料相比，玻璃钢材料及其制品，具有强度高，性能好，节约能源，产品设计自由度大，以及产品使用适应性广等特点。

因此，在一定意义上说，玻璃钢材料是一种应用范围极广，开发前景极大的材料品种之一。

玻璃钢（FRP）材料的优点和不足一、玻璃钢（FRP）的优点(1)玻璃钢（FRP)轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。

因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。

某些环氧FRP 的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。

(2)玻璃钢（FRP)耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。

玻璃钢原材料1、概述玻璃钢的原材料分为增强材料和基体材料两类．玻璃钢的增强材料由玻璃纤维及其织物组成，是玻璃钢主要的承载组分材料，对玻璃钢强度和刚度有着直接的影响．玻璃钢的基体材料是指经过物理和化学变化而将增强材料包覆并牢固粘结的组分材料．玻璃钢基体材料由合成树脂和辅助材料组成，其中合成树脂是主要组分．基体材料在玻璃钢中的作用是在纤维间传递载荷，并使载荷均衡．基体材料的性能，如耐腐蚀性、耐热性等，直接影响玻璃钢的性能．玻璃钢工艺性则决定其所选择的成型工艺．合成树脂是一类由人工合成的分子量比较大的聚合物，通常称之为高分子化合物，也称之为聚合物．合成树脂以其受热后所表现的性能不同，可分为热固性树脂和热塑性树脂两大类．热固性树脂是指在热或固化剂(包括引发体系)的作用下，能发生交联而变成不溶、不熔状态的固体的一类树脂，如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、呋哺树脂等．这类树脂的固化物受热后不能软化，温度过高则分解破坏．热塑性树脂是指具有线型或支链型结构的一类树脂，如聚酰胺树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯等．这类树脂可被反复加热软化(或熔化)和冷却凝固．尽管近几年来，以热塑性树脂为基体的热塑性玻璃钢发展很快，但目前玻璃钢仍是以热固性树脂基体为主，其中最常用的热固性树脂是聚酯、环氧树脂和酚醛树脂等．2、玻璃纤维的分类与性能玻璃纤维是以玻璃为原料，在高温熔融状态下拉丝而成的，其直径一般为0．5—30Bm．玻璃纤维具有许多优良性能，是一种优质的增强材料．玻璃纤维自从30年代工业化生产以来，其产量、品种规格不断增加，应用范围及生产工艺不断发展．我国的玻璃纤维工业诞生于1950年，当时的玻璃纤维生产厂家只能生产做绝缘材料用的初级纤维，1958年以后，我国玻璃纤维工业得到迅速发展，到1987年已有大小玻璃纤维生产厂家200多个，玻璃纤维产量达5万吨，其中无碱玻璃纤维占20gS，中碱玻璃纤维占80gS．它们的直径多数为6—81um。

什么是玻璃钢
玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP）是一种品种繁多，性能各别用途广泛的复合材料。

它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。

玻璃钢具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。

与常用的金属材料相比，它还具有如下的特点：
1、由于玻璃钢产品可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求自行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。

因此，玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。

2、玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。

只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地完成。

3、玻璃钢材料，还是一种节能型材料。

若采用手工糊制的方法，其成型时的温度一般在室温下或者在100℃以下进行，因此它的成型制作能耗很低。

即使对于那些采用机械的成型工艺方法，例如模压、缠绕、注射、RTM、喷射、挤拉等成型方法，由于其成型温度远低于金属材料，及其他的非金属材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。

综上所述，与传统的金属材料及非金属材料相比，玻璃钢材料及其制品，具有强度高，性能好，节约能源，产品设计自由度大，以及产品使用适应性广等特点。

因此，在一定意义上说，玻璃钢材料是一种应用范围极广，开发前景极大的材料品种之一。

纤维增强环‎氧树脂复合‎材料（玻璃钢）成型工艺及‎应用一、前言相比传统材‎料，复合材料具‎有一系列不‎可替代的特‎性，自二次大战‎以来发展很‎快。

尽管产量小‎（据法国Ve‎t rote‎x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。

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。

环氧树脂基‎复合材料的‎优点：1、为什么采用‎环氧树脂做‎基体？1）固化收缩率‎代低，仅1%-3%，而不饱和聚‎酯树脂却高‎达7%-8%；2）粘结力强；3）有B阶段，有利于生产‎工艺；4）可低压固化‎，挥发份甚低‎；5）固化后力学‎性能、耐化学性佳‎，电绝缘性能‎良好。

6）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‎酯树脂为佳‎，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‎(准确性值得‎商榷，请参看相关‎资料)表2 几种常用材‎料与复合材‎料的比强度‎和比模量(准确性值得‎商榷，请参看相关‎资料)图1 复合材料的‎比强度与比‎刚性二、纤维增强环‎氧树脂复合‎材料成型工‎艺简介 1、手糊成型(hand lay up)图2 手糊成型示‎意图(1)概要 依次在模具‎表面上施加‎ 脱模剂 胶衣一层粘度为‎0.3-0.4PaS 的‎中等活性液‎体热固性树‎脂(须待胶衣凝‎结后)一层纤维增‎强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......)，纤维增强材‎料有表面毡‎、无捻粗纱布‎(方格布)等几种。

玻璃钢基本知识目录一、概述 (2)1.1 定义及组成 (2)1.2 特点与优势 (3)二、玻璃钢分类与性能 (4)三、玻璃钢制造工艺 (6)3.1 模具制作与选材 (7)3.1.1 模具设计要求 (8)3.1.2 模具材料选择 (9)3.2 原材料准备与要求 (10)3.2.1 树脂选择 (11)3.2.2 增强材料准备 (12)3.3 制造工艺过程 (13)3.3.1 手糊成型工艺 (14)3.3.2 喷射成型工艺 (15)3.3.3 模具压制成型工艺 (16)四、玻璃钢的应用领域 (18)4.1 建筑行业应用 (19)4.1.1 墙体材料 (20)4.1.2 装饰材料 (22)4.1.3 其他建筑构件 (24)4.2 交通运输行业应用 (25)一、概述玻璃钢（也称为玻璃纤维增强复合材料，简称GFRP）是一种由玻璃纤维和基体材料（通常是热固性树脂）组成的复合材料。

它结合了玻璃纤维的高强度、高刚性以及基体的良好耐腐蚀性、轻质等特性，成为一种性能卓越的材料。

玻璃钢的应用范围广泛，包括建筑、交通、航空航天、化工、电子等多个领域。

玻璃钢的基本知识涵盖了其组成材料、制造工艺、性能特点、应用领域以及后期维护等方面。

它是一种多组分、多功能的材料，通过不同的配方和工艺可以制得具有不同物理和化学性能的制品，满足各种复杂工程结构的需求。

随着科技的不断进步，玻璃钢作为一种先进的复合材料，其制造技术和应用领域也在不断发展和创新。

了解玻璃钢的基本知识，对于从事相关领域工作的人员来说，具有重要的实际意义和价值。

我们将详细介绍玻璃钢的基本知识，包括其材料特性、制造工艺、性能评估、设计原则以及实际应用等方面的内容。

1.1 定义及组成全称为玻璃纤维增强塑料（Glass Fiber Reinforced Plastic，简称GFRP），是一种由高性能的玻璃纤维和环氧树脂等基体材料通过复合工艺制作而成的先进复合材料。

这种材料不仅具备出色的力学性能、耐腐蚀性和耐候性，还拥有设计灵活、重量轻、维护成本低等优点，在众多工业领域得到了广泛应用。

玻璃钢成分
玻璃钢是一种纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体。

以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称为玻璃钢，不同于钢化玻璃。

由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之别。

质轻而硬，不导电，性能稳定，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。

可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。

玻璃钢学名纤维增强塑料，俗称 FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纤维增强复合塑料。

根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP），硼纤维增强复合塑料等。

它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。

纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。

纤维（或晶须）的直径很小，一般在 10μm 以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。

基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住较大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。

玻璃钢的成分主要包括玻璃纤维、基体材料和添加剂等。

其中，玻璃纤维是玻璃钢的主要增强材料，它具有高强度、高模量、耐腐蚀等优点；基体材料则是玻璃钢的主要载体，它可以是热固性树脂、热塑性树脂或橡胶等材料；添加剂则是为了改善玻璃钢的性能而添加的，如阻燃剂、抗老化剂、润滑剂等。

总的来说，玻璃钢是一种性能优良的复合材料，它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、电绝缘性好、热导率低、可设计性强等优点，因此在航空航天、汽车制造、建筑、化工、电子、医疗等领域得到了广泛的应用。

玻璃钢基础知识什么是玻璃钢以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称为玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢。

是一种复合材料。

由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢（用玻纤增强的不饱和聚酯树脂材料）、环氧玻璃钢（用玻纤增强的环氧树脂材料）、酚醛玻璃钢之称。

由于玻璃纤维的增强作用，从而使玻璃钢材料，具有基体树脂所无法比拟的优异性能，例如材料的整体性，可降低材料的重量、高机械性能、耐冲击性能、耐腐蚀性能、良好的介电性能和尺寸稳定性能以及材料的耐久性等等，从而使玻璃钢材料在各个领域，获得了广泛的应用。

什么是复合材料复合材料：由两个或两个以上的独立物理相，包含基体材料和增强材料所组成的一种固体产物。

复合材料分三类：天然复合材料，如木材、骨骼、肌肉等；细观复合材料，如合金、增强塑料等；宏观复合材料，如钢筋混凝土等。

适合于工程结构的复合材料有下列三个特点：（1）含两种或两种以上物理性质不同并可用机械方法分离的材料；（2）可人为控制将一种材料分布到其它材料中，以达最佳性能；（3）性能优于单独组分材料，并具独特性能。

工程上生产与应用的复合材料内含两类材料：增强材料与基体材料。

如复合材料玻璃钢，其所用的树脂为基体材料，是分散介质；增强材料为玻璃纤维，是分散相；另外在增强材料与基体树脂之间还有第三相，即它们的界面。

这三个单元的有机组合，使所制成的玻璃钢复合材料具有单独组分所不可能具备的优异性能。

这也是复合材料得到飞速发展的主要原因之一。

增强材料：提供强度与刚度。

形态：多为纤维状。

材质：玻璃纤维、碳纤维、芳伦（Kevlar）纤维、硼纤维、碳化硅纤维等。

基体材料：将增强材料粘接成固态整体，保护增强材料，传递荷载，阻止裂纹扩展。

材质：合成树脂（分为热固性树脂与热塑性树脂）；金属；陶瓷；水泥等。

根据基体的不同复合材料又可细分为：聚合物基复合材料，又称纤维增强塑料。

分为纤维增强热固性塑料FRP与纤维增强热塑性塑料FRTP。

应用最广的为玻璃纤维增强塑料GRP（Glass Reforced Plastics）；金属基复合材料：如连续或非连续硼纤维、碳纤维增强铝镁、钛、镍等金属基体；陶瓷基复合材料：如碳纤维、碳化硅（SiC）晶须增强陶瓷，极大提高了陶瓷的韧性（提高断裂韧性最高可达9倍以上）；水泥基复合材料：如碳纤维、玻璃纤维、植物纤维增强水泥等；碳纤维增强碳基体称为C/C复合材料。

玻璃钢（FRP）亦称作GRP，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。

以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。

由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。

质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。

可以代钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等采用玻璃钢复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。

例如，单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，是松软体。

如果用合成树脂把它们粘合在一起，可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。

这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。

由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样，历史上形成了这个通俗易懂的名称"玻璃钢”，这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同志于1958年提出的，由建材系统扩至全国。

玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料，国外称玻璃纤维增强塑料。

随着我国玻璃钢事业的发展，作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等，无疑地，这些新型纤维制成的增强塑料，是一些高性能的纤维增强复合材料，再用玻璃钢这个俗称就无法概括了。

考虑到历史的由来和发展，通常复合材料，这样一个名称就较全面了。

优点轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。

因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。

某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。