常用的增强材料是玻璃纤维及其织物
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玻璃钢的种类及属性玻璃钢结构的基本材质是玻璃钢。
玻璃钢别名玻璃纤维增强塑料,即纤维增强复合塑料。
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。
基本类型的玻璃钢有三种:(一)准各向同性玻璃钢:这类玻璃钢是用短切纤维毡或模塑料制成的,制品中各向强度基本接近,纤维体积含量一般小于30%适用于强度、刚度要求不高或荷载不很清楚而只能要求各向同性的产品。
(二)双向纤维增强的玻璃钢:这类玻璃钢是用双向织物铺展的,其玻璃纤维体积含量可达50%在两个正交的纤维方向上,有较高的强度。
它适用于矩形的平板或薄壳结构物。
(三)单向纤维增强的玻璃钢:这一类玻璃钢,玻璃纤维定向排列在一个方向,它是用连续纱或单丝片铺层的。
在纤维方向上,有很高的弹性模量和强度,其纤维方向的强度可高达1000mPa但在垂直纤维方向上,其强度很低。
只有严格的单向受力情况下,才使用这类玻璃钢。
其纤维体积含量可以高达60%玻璃钢结构的属性特征明显:1)、耐腐蚀。
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。
已应用到化工防腐的各个方面,正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
2)、轻质高。
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。
3)、电性能好。
是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。
高频下仍能保护良好介电性。
微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。
4)、热性能良好。
FRP热导率低,室温下为1.25〜1.67kJ/(m • h • K),只有金属的1/100〜1/1000,是优良的绝热材料。
在瞬时超高温情况下,是理想的热防护和耐烧蚀材料,能保护宇宙飞行器在2000C以上承受高速气流的冲刷。
复合材料中常用的纤维种类复合材料是由纤维增强材料与基体材料结合而成的新型材料。
纤维是复合材料中起到增强作用的重要组成部分,常见的纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维等。
本文将分别介绍这些常用的纤维种类及其特点。
一、玻璃纤维玻璃纤维是一种以玻璃为原料,通过高温熔融后拉丝而成的纤维。
它具有良好的绝缘性能、耐腐蚀性能和机械强度,是一种常用的增强材料。
玻璃纤维的主要特点有以下几点:1. 轻质:相对密度低,比重约为2.5。
2. 高强度:强度高于一般金属材料,拉伸强度可达到1000 MPa。
3. 耐腐蚀性好:不受酸、碱、盐等化学介质的腐蚀。
4. 绝缘性能优良:具有良好的电绝缘性能。
5. 成本低廉:相对于其他纤维材料来说,玻璃纤维的成本较低。
玻璃纤维的应用领域非常广泛,例如航空航天、汽车制造、建筑材料等。
在航空航天领域,玻璃纤维常用于制造飞机的外壳和内部结构,以提高飞机的强度和减轻重量。
在汽车制造领域,玻璃纤维可以用于制造车身和车顶,以提高汽车的安全性和燃油效率。
在建筑材料领域,玻璃纤维可以用于制造墙体隔热材料和屋顶防水材料。
二、碳纤维碳纤维是一种以聚丙烯腈纤维(PAN)为原料,经过氧化、高温炭化等工艺制成的纤维。
它具有重量轻、强度高、刚度大的特点,是一种高性能的增强材料。
碳纤维的主要特点有以下几点:1. 高强度:碳纤维的强度是钢的2倍以上,拉伸强度可达到2000 MPa。
2. 刚度大:碳纤维的刚度是钢的5倍以上,具有优良的抗弯刚度。
3. 重量轻:相对密度低,比重约为1.8。
4. 耐高温性好:短期耐温可达到2000℃,长期耐温可达到1500℃。
5. 耐腐蚀性好:不受酸、碱、盐等化学介质的腐蚀。
碳纤维的应用领域非常广泛,尤其在航空航天、汽车制造和体育器材等领域表现出色。
在航空航天领域,碳纤维常用于制造飞机的机身、翼面和推进系统等部件,以提高飞机的强度和减轻重量。
在汽车制造领域,碳纤维可以用于制造车身和底盘,以提高汽车的性能和燃油效率。
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。
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玻璃钢电缆桥架材质介绍
玻璃钢电缆桥架的原材料可分为增强材料和基体材料,玻璃钢电缆桥架的增强材料由玻璃纤维及其织物组成。
玻璃钢电缆桥架是玻璃钢电缆桥架的主要承载构件材料,直接影响玻璃钢电缆桥架的强度和刚度。
玻璃钢桥架阻燃检验:
合成树脂是人类合成的一种分子量较大的聚合物。
它通常被称为高分子化合物,也被称为聚合物。
合成树脂由于加热后的性能不同,可分为热固树脂和热塑性树脂。
热固性树脂是一种在热或固化剂(包括引发剂体系)作用下可交联成不溶性和非熔融性固体的树脂,如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚醋酸乙烯酯树脂、树皮树脂等,这种树脂的固化产物只有在加热时才会软化,分解成如果温度太高,就会破坏。
热塑性树脂是指具有线性或支链结构的树脂,如多聚乙胺树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯醋等。
这种树脂可以反复加热、软化(或熔化)和冷却固化。
尽管近年来以热塑性树脂为基础的热塑性玻璃钢发展迅速,但目前玻璃钢仍以热固性树脂为基础,最常用的热固性树脂有聚醋酸乙烯酯、环氧树脂和酚醛树脂。
关于玻璃钢制造工艺的一些知识玻璃钢(FRP):学名玻璃纤维增强塑料,也称为GFRP。
它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)为增强材料,以合成树脂作为基体的一种复合材料。
玻璃纤维,一般认为它主要起承载作用。
树脂目前主要指合成树脂,它起粘接纤维,把松散纤维粘拢在一起,形成整体的作用。
一、玻璃钢性能(1)力学性能玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高,这是金属材料和其它材料无法相比的。
玻璃钢轻质高强的性能,来源于较低的树脂密度(浇注体密度1.27左右)以及玻璃纤维的高抗拉强度(普通钢材的5倍以上)。
玻璃钢的密度随着树脂含量的不同而有所不同。
从高树脂含量的玻璃纤维毡制品到低树脂含量的玻璃纤维缠绕制品(密度2.2),玻璃钢的密度只有普通碳钢的1/4~1/5,比铝还轻1/3。
(2)物理性能玻璃钢具有密度小,良好的电绝缘性能、隔热性能、抗吸水和抗热膨胀性能等。
玻璃钢密度介于1.5~2.0之间,只有普通炭钢的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。
(3)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。
(4)耐热性能玻璃钢有良好的耐热性能,它的比热大。
是金属的2~3倍。
导热系数比较低,是金属材料的1/100~1/1000。
(5)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。
(6)长期耐温性及耐热性玻璃钢的酸温性及耐热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0~50℃以上,环氧玻璃钢在60℃以上。
第八章层压塑料和增强塑料的成型8.0 本章介绍增强塑料是指聚合物与增强材料相结合而提高力学强度的有机复合材料。
常用的增强材料有玻璃、石棉、金属、剑麻、棉花或合成纤维等所制成的纤丝、粗纱和织物等,其中以玻璃纤维及其织物用得最多。
层压塑料是指将纸张、棉布、玻璃布、石棉纸等片状底材经授或涂树脂后(称附胶片材),再经层叠、加热、加压而制成坚实的板、管、棒等形状的制品。
不难看出,层压塑料也是增强塑料的一部分,构成两者的主体材料都是树脂和增强物,不同的是层压塑料强调了片状底材的层叠,因此,将两者合并,以增强塑料来叙述。
增强塑料中增强材料的作用是增强制品的力学强度,而所用的树脂则是使这种复合材料能够成型,对增强物进行粘结与固定,并借以传递应力,充分发挥增强物的增强作用,此外,还赋予制品抵抗外遇介质的侵蚀。
常用的树脂种类租多,过去大多数都是用热固性树脂,如酚醛、环氧、氨基、不饱和聚酯、有机硅等树脂;自60年代以来,热塑性树脂已戚功地用于增强塑料有十几种;如聚酰胺、聚碳酸醣、聚苯醚、氯化聚醚、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃等树脂。
由于热塑性增强塑料的出现,大大扩展了热塑性塑料作为结构材料应用于工程领域的深度和广度。
除树脂与增强物外,为了降低成本或改善制品某些性能,增强塑料中通常加有粉状填料,如碳酸钙、滑石粉、石英粉、硅藻土、氧化铝、氧化锌等。
加有粉状填料的制品,其强度有所下降。
热塑性增强塑料与一般热塑性塑料一样,可采用注射成型、挤压成型、压制成型、层压成型等加工方法,不需要增加特殊的成型设备。
而热固性增强塑料的成型方法,根据成型时所用压力的大小分为高压法(压力高于7MPa)和低压法(压力低于7MPa)。
前者又可分为层压法和模压法,而后者则可分为接触法、袋压法、缠绕法等等。
增强塑料的性能特点,除其强度超过未增强的塑料外,尚有:1、比强度高增强塑料的密度通常都小于2×100kg/cm3,只及钢材的20%~25%;但力学强度竞能达到、甚至超过普通钢,按比强度(强度与密度的比值)计算,有的可超过高级合金钢。
玻璃纤维的分类
玻璃纤维可以分为以下几类:
1. 长玻璃纤维(Continuous Glass Fiber):长玻璃纤维是指长度在几十毫米到几千米范围内的玻璃纤维,通常以纤维束或纤维带的形式存在。
这种纤维具有高的强度和刚度,并且能够提供优异的抗拉、抗压和抗弯能力。
长玻璃纤维常用于增强复合材料和耐火材料中。
2. 短玻璃纤维(Short Glass Fiber):短玻璃纤维是指长度在几毫米到几厘米范围内的玻璃纤维。
由于纤维长度较短,所以短玻璃纤维的强度和刚度相对较低,但是具有良好的耐磨性和抗冲击性。
短玻璃纤维广泛应用于增强塑料、橡胶和混凝土等材料中。
3. 玻璃纤维布(Glass Fiber Cloth):玻璃纤维布是以玻璃纤维为原料织造成的织物,常用于增强材料和过滤材料中。
玻璃纤维布具有耐高温、耐腐蚀和良好的绝缘性能,广泛应用于建筑、航空航天、电子、化工等领域。
4. 玻璃纤维纱(Glass Fiber Yarn):玻璃纤维纱是将玻璃纤维束或切段纤维加工成的纱线。
玻璃纤维纱具有优异的耐高温性能和电绝缘性能,常用于绝缘材料、电缆线材和复合材料中。
5. 玻璃纤维制品(Glass Fiber Products):玻璃纤维可以制成各种形状的制品,
如管道、板材、容器等。
这些制品具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和机械性能,在化工、建筑、航空航天等领域得到广泛应用。