玻璃钢复合材料的性能对比
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玻璃钢的物理性能Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998玻璃钢的物理性能玻璃钢具有密度小,良好的介电绝缘性能和良好的隔热性能以及吸水性、热膨胀性能等。
一、密度:玻璃钢密度介于~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.表2-6*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: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。
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。
玻璃钢基本性能概述玻璃钢是一种用途广泛的纤维复合材料,是以玻璃纤维为增强材料,以合成树脂为基体复合而成的新型工程材料.玻璃钢的基本性能十分复杂.不同的玻璃纤维和不同的合成树脂所组成的玻璃钢的性能是不相同的,即使采用同一牌号的玻璃纤维和同一牌号的树脂,只要其间的配比不同,其性能(包括力学、物理、化学方面的性能和静态、动态方面的性能)就不会相同.充分了解玻璃钢的基本性能,才能合理地进行玻璃钢结构设计,用其所长,避其所短.玻璃钢的基本力学性能(包括静态和动态的力学性能)是进行玻璃钢结构设计的重要依据.静态力学性能一般是指玻璃钢在某一初始阶段的力学性能,其中最重要的是强度和弹性性能,动态力学性能与时间有关,例如蠕变、疲劳等是玻璃钢材料随着时间延续,在持久载荷或交变载荷作用下所反映出来的特性;冲击性能则是材料在极短的时间内承受载荷的特性.一般玻璃钢工程结构设计大都是选用静态力学性能参数进行设计.但如果不考虑动态力学性能的影响,很可能十分危险.在选用静态力学性能参数的同时,必须充分考虑动态力学性能对实际结构的影响,选择合适的安全系数.玻璃钢的主要力学性能大致有如下特点:(1)强度和弹性性能的可设计性.因玻璃钢是由玻璃纤维和合成树脂组成的,所以人们可以通过改变这两个组分材料的配比,和改变玻璃纤维的分布方向,在一定范围内获得不同强度和弹性性能的玻璃钢.例如,对于单向受结构,可以采用单向铺层方式,即可将单向玻璃布或玻璃纤维沿受力方向铺设.这种单向铺层方式能够在纤维方向获得很高的强度,而在垂直于纤维方向,则没有多余的强度储备.又如,对于双向受力的结构;可以采用双向铺层和多向铺层方式,并根据双向受力的大小,采用不同双向纤维量分布.对不同方向选用适当的纤维用量,不仅可以使玻璃钢在不同方向具有不同的强度值,也可以使其具有不同的弹性模量.上述特点所表现出来的强度和弹性的可设计性,使得从事结构设计的研究者也同时参与到材料的设计中去了,这对于结构设计是十分重要的.(2)各向异性性能玻璃钢在不同方向上具有不同的力学性能,因此是一种各向异性材料.玻璃钢是由若干个单层板层合起来,构成一个多层的层合板(壳)结构.每一个单层板在其面内具有四个独立的弹性常数:纵向弹性模量召E L,横向弹性模量厘E r,纵向泊松比V LT,(横向泊松比V LT,面内剪切弹性模量G LT.在层合板(壳)结构中,不管这些单层板是采用何种方式铺设,上述四个弹性常数构成了玻璃钢结构最基本的独立的弹性常数,另一方面,若干单层板按不同方式铺设而组成的层合板(壳),可以显示出十分复杂的弹性性能.例如,剪应力引起线应变,正应力引起剪应变,这些都是各向同性材料所没有的.玻璃钢的各向异性,使得玻璃钢的强度分析变得复杂.就每一单层而言,其面内就有五个基本强度:纵向拉伸强度F L,纵向压缩强度F′L,横向拉伸强度F T,横向压缩强度F′T,剪切强度F LT.这些强度值往往相差很大,因此破坏不一定发生在应力最大的方向上,很可能在较低的应力作用方向上.于是,各向同性材料中的主应力和主应力方向等概念,在玻璃钢的结构分析中是不适用的.(3)非均质性.玻璃钢是非均质材料,这意味着玻璃钢的性能因其各组分材料在物体内的位置不同而不同.如相对于组分材料而言,在玻璃纤维处的性能与在树脂处的性能不同.细观力学正是基于这种组分材料之间的非均质性来研究组分材料之间的相互作用.但是,相对于单层板而言,这种组分材料之间的非均质被忽略了,而仅从单层板的平均表观性质研究玻璃钢的基本性能.宏观力学正是基于这种均质性假定来分析玻璃钢的层合结构.然而,由于各单层铺设角的差异,即使是在宏观力学范围内,这种层合结构也是非均质的.这种不同层之间的宏观非均质性,给玻璃钢结构的分析带来很大的复杂性,例如,拉伸可能引起弯曲变形等耦合效应.(4)高强度,低弹性模量.玻璃钢的容重较小,大都在1.5—1.9g/cm3范围内,是普通钢材容重的1/4左右,玻璃钢的强度却较高,一般可达2000kgf/cm2以上.如果选用高强高弹玻璃钢,其强度值更高.按比强度(强度与容重之比)计算,玻璃钢要比普通钢材的比强度高得多.因此,玻璃钢是一种轻质高强的材料.但是,玻璃钢的弹性模量是比较低的。
玻璃钢的参数性能文件管理序列号:[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]玻璃钢的性能特点玻璃钢具有密度小,良好的介电绝缘性能和良好的隔热性能以及吸水性、热膨胀性能等。
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.表2-6*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: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。
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。
玻璃钢导热系数
玻璃钢是一种具有优异性能的复合材料,在许多领域得到了广泛应用。
其导热系数是衡量其热传导性能的重要指标之一。
玻璃钢的导热系数通常在0.2-0.3W/(m·K)之间,比一般金属材料低得多。
这是由于玻璃钢中的玻璃纤维和树脂基体构成了复合材料的结构,使得热传导路径变得错综复杂,阻碍了热的传输。
因此,玻璃钢具有良好的隔热性能,适用于制作保温材料和隔热材料。
同时,玻璃钢的导热系数也会受到材料本身的性质、厚度、温度等因素的影响。
一般来说,材料含有的树脂比重越大,导热系数就越低。
在高温环境下,玻璃钢的导热系数会有所增加,但仍然远远低于金属材料。
综上所述,玻璃钢的导热系数是其热传导性能的重要指标之一。
其具有低导热系数的特点,使其成为优秀的隔热材料和保温材料。
在应用中,需要根据具体要求选择合适的材料和厚度,以确保其良好的隔热性能。
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玻璃钢的性能特点玻璃钢具有密度小,良好的介电绝缘性能和良好的隔热性能以及吸水性、热膨胀性能等。
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.表2-6*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: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。
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。
玻璃钢管道的优点介绍及各项性能指标1、质量轻、比强高、抗疲劳性能好玻璃钢的比重在1.6-2.0g/cm3之间,即只有普通钢材的14-16,比铝还要轻约1/3,因为玻璃钢中的连续纤维有较高的拉伸强度及弹性模量,其机械强度可以达到或超过普通碳钢的水平,比强度为钢材的4倍。
玻璃钢材料的抗疲劳性能好,金属材料的疲劳破坏是由里向外突然发展的,往往事先无征兆;而纤维复合材料中纤维与基体的界面能阻止裂纹扩展,其疲劳破坏总是从材料的薄弱环节开始,玻璃钢管道可按照环向与轴向受力的不同,通过改变结构纤维铺层,使管道具有不同的环向强度与轴向强度,从而与受力状态相匹配。
下表为玻璃纤维的主要机械性能和玻璃钢管道的机械物理性能,(2)玻璃钢和钢管的性能指标对比2、水力特性优越(1)玻璃钢管同钢管水力特性比较从上面的水力特性分析看,玻璃钢管不但摩阻系数小,输送能力大,而且能显著的减少沿程液体压力损失,提高液体输送能力(玻璃钢管的绝对粗糙度是取50年后的值,钢管是取运行后期的值)。
玻璃钢管是光滑管,在输送功率和流量相同的情况下,选用玻璃钢管,其管道直径可比选用钢管缩小1-2个管径等级。
下面举实例计算说明(2)实例分析假设第一类管材为钢管,第二类管材为玻璃钢管,第一类管材的管内壁糙率n1=0.012;第二类管材的内壁糙率n2=0.009。
通过水力学中的达西公式结论:因此当钢管设计管径为DN2400mm时,玻璃钢管设计为DN2200mm已经足够,可大大节约管材的投资成本。
3、耐腐性能好玻璃钢管的主要原材料选用高分子成份的不饱和聚酯树脂和矿物质成份的玻璃纤维组成,因此它与普通金属的电化学腐蚀机理不同,它不导电,在电解质溶液里不会有离子溶解出来,特别在强的非氧化性酸和相当广泛的PH值范围内的介质中都有良好的适应性,过去用不锈钢也解决不了的一些腐蚀性介质,如盐酸、氯气、二氧化碳、稀硫酸、次氯酸钠和二氧化硫,现在可很好的解决腐蚀问题。
玻璃钢对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质有良好的化学稳定性,因而有效地抵抗酸、碱盐等介质的腐蚀和未经处理的生活污水和工业污水、腐蚀性土壤和化工废水及众多化学液体的浸蚀。
玻璃钢复合材料GFRP第一篇:玻璃钢复合材料 GFRP玻璃钢复合材料 GFRP 在游艇船舶上的应用在工业部门中,船舶是复合材料(composite material, 简称CM)应用最多的领域之一。
目前船舶中用量最大、范围最广的复合材料是玻璃纤维增强塑料,即玻璃钢(glass fiber reinforced plastics, 简称GFRP)。
船用 GFRP 具有下列优点:(1)质轻、高强。
(2)耐腐蚀,抗海生物附着。
(3)无磁性。
(4)介电性和微波穿透性好。
(5)能吸收高能量,冲击韧性好。
(6)导热系数低,隔热性好。
(7)船体表面能达到镜面光滑,并可具有各种色彩。
(8)可设计性好。
(9)整体性好,船体无接缝和缝隙。
(10)成型简便,批量生产性特别好。
(11)维修保养方便,全寿命期的经济性能好。
由于GFRP 具有传统造船材料所无法比拟的优点,故倍受造船界的重视。
经多年的开发应用,已成为一种重要的船用材料。
但因其弹性模量低和受成型技术等的限制,尚不能建造太大的舰船,加之价格较贵,故在整个造船工业中的用量比钢材少。
自40 年代中期第一艘 GFRP 船问世以来,世界各国相继开始研制各种GFRP 船舶,25 年间CM 船舶开发的业绩超过了钢质船舶近一个世纪的发展历程,尤其是美、英、日、意等国迄今仍保持强劲的势头。
美国的GFRP 造船量居世界首位;日本1993 年GFRP 渔船的数量已超过 32 万艘,GFRP 游艇则超过了20 万艘;据统计英国 20 米以下的船有80 %是采用GFRP 制造,而且还批量建造了世界上最大的GFRP 反水雷舰;意大利和瑞典也分别建成了各具特色的新颖硬壳式和夹层结构的大型 GFRP 猎扫雷舰。
中国从1958 年开始试制 GFRP 船,迄今也已制造了数以万计的各种GFRP 船艇。
下面对一些主要国家GFRP 船艇产品的研制和开发情况作一概述。
美国是使用CM 最早和最多的国家,40 年代初就宣告GFRP 研制成功。
复合材料聚合物的性能对比 聚合物复合材料的性能解释 1.1 拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度,弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。对于如高压容器、高压管、叶片等产品,必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能,才能进行产品设计及检验。
对于不同的聚合物复合材料,拉伸性能试验方法是不同。对于普通的,用国标GB/T1447进行测试;对于缠绕成型的,用国标GB/T1458进行测试;对于定向纤维增强的,用国标GB/T33541进行测试;对于拉挤成型的,用国标GB/T13096-1进行测试。使用最多的是GB/T1447。
国标GB/T1447,对于不同成型工艺复合材料,又规定不同形状的拉伸试样,有带R型、直条型及哑铃型。使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。从测出的应力----应变曲线的直线段的斜率则为弹性模量,试样横向应变与纵向应变比为泊松比。破坏时的应变称为断裂伸长率。
单位面积上的力,称为应力,通常用MPa(兆帕)表示,1MPa相当于1N/mm2的应力。应变是单位长度的伸长量,是没有量刚(单位)的。
不同的现代复合材料其拉伸性能大不一样,以玻璃纤维增强的玻璃钢为例:1:1玻璃钢,拉伸强度为(200-250)MPa,弹性模量为(10-16)GPa;4:1玻璃钢,拉伸强度为(250-350)MPa,弹性模量为(15-22)GPa;单向纤维的玻璃钢(如缠绕),拉伸强度大于800MPa,弹性模量大于24GPa;SMC材料,拉伸强度为(40-80)MPa,弹性模量为(5-8)GPa;DMC材料,拉伸强度为(20-60)MPa,弹性模量为(4-6)GPa。
1.2 弯曲性能 一般产品普遍存在弯曲载荷,弯曲性能是很重要的,同时,往往用弯曲性能来进行原材料,成型工艺参数,产品使用条件因素等的选择。 弯曲性能,一般采用国标GB/T1449进行测试;对于拉挤材料,用国标GB/T13096.2进行测试;对于单向纤维增强的,用国标GB/T3356进行测试。测试弯曲性能的试样一般是矩形截面积的长条,简称为矩形梁。采用当中加载的三点弯曲法。梁的横截面的上表面承压缩应力,梁下表面承受拉伸应力,横截面积上还要承受剪切应力,中性层剪应力最大,因此梁所承受弯曲时,其应力状态是很复杂的,破坏形式也是多种的。原材料品种、性能及成型工艺参数对弯曲性能很敏感,试验方法和试样尺寸同样也很敏感,为了达到材料弯曲破坏,国标对试样的跨(跨度或支距)高(试样厚度)比(l/h)有一定要求,一般要求l/h≥16,对于单向纤维增强的材料,要求l/h≥32。
由于弯曲性能的复杂性及对各因素的敏感性,对于上述不同材料的弯曲性能,或大于1.1节中拉伸性能,或小于1.1节中的拉伸性能。在正常成型工艺情况下,一般弯曲强度略大于拉伸强度,弯曲弹性模量略小于拉伸弹性模量。
1.3 压缩性能 增强纤维或织物,只能承受很大的拉伸力,其本身很柔软,是不能承受压缩力的,当聚合物复合材料承受压缩载荷时,是靠聚合物基体把增强纤维或织物粘结成整体时才能承受。因此,聚合物复合材料的压缩性能与聚合物的品种、性能、成型工艺、二者的界面等的关系很密切,同一种复合材料的压缩性能变化也很大。一般高温高压成型的压缩性能要高,有的甚至于高于拉伸性能。一般情况弹性模量,压缩的与拉伸的相差的极小,压缩强度略比拉伸强度低,特别是室温固化,成型工艺质量欠佳的材料,压缩强度要比拉伸强度低得多。
压缩性能,一般用国标GB/T1448进行测试。标准试样为30×10×10(mm)棱型或35×10×10(mm)园柱型。要求两端面相互平行,不平行度应小于试样高度的0.1%,否则,试验本身对测试结果也有不良影响。
当产品的壁厚较薄时,不能按GB/T1448进行测试,应用GB/T5258测试,试样厚度可以按产品实际厚度,这个试验方法的夹具是比较先进、科学的。
1.4 剪切性能 由于聚合物复合材料的层状结构特点,产品在使用中,在不同受力条件下,在不同部位存在三种剪切性能,为面内剪切,层间剪切和断纹剪切。 如工字梁腹板,在工字梁承受弯曲时,腹板就是承受面内剪切。对于面内剪切性能,用国标GB/T3355进行测试。该方法用45°方向的拉伸试验测出复合材料纵横剪切性能,包括剪切强度和剪切模量。试验方法与普通拉伸性能一样,仅要测出纵向和横向变形,如同拉伸试验测泊松比一样。计算公式不一样,计算结果是纵横剪切强度和模量。对于层间剪切性能,有两个测试方法:①国标GB/T1450.1;②国标GB/T3357。方法①要求试样较厚为15mm,要特制试样,往往与产品实际情况有别差。方法②可以按产品实际厚度取样,较方便,但对于较接近各向同性,或层间剪切强度较大的,唯以测准。方法①②仅只能侧出层间强度。要测出层间剪切模量可以参考GB/T1456的原理进行测试,已有大量试验说明,此原理可以测出复合材料的的层间剪切模量。
对于拉挤材料,可以用GB/T13096.3和13096.4测出剪切强度。 用国标B/T1450.2测出来的是复合材料断纹剪切强度。 纵横剪切强度为(40-80)MPa,纵横剪切模量为(2-4)MPa;层间剪切强度为(10-50)MPa,剪切模量为(0.2-2)GPa;断纹剪切强度为(80-100)MPa。
1.7 冲击性能 当产品经受动载荷时、需要材料的冲击强度(韧性)性能指标,冲击强度高低也说明材料的韧性性能,是选材的性能指标之一。
冲击强度用国标GB/T1451进行测试。国标规定标准试样尺寸,当试样尺寸,特别是试样厚度小于标准尺寸时,测出来的冲击强度要偏小。冲击强度除与材料品种、性能有关外,还与试样厚度有关,一般试样厚,测出来的冲击强度高。一般情况下,冲击强度为:1:1玻璃钢,(100-300)kJ/m2;4:1玻璃钢,(200-600)kJ/m2;SMC,(20-60)KJ/m2;DMC,(10-30)KJ/m2;拉挤材料,(300-650)KJ/m2。
1.8 性能的方向性 纤维增强复合材料,其力学性能有较明显的方向性、拉伸强度、模量,弯曲强度、模量,压缩强度、模量沿纤维方向的最大,与纤维方向成45°方向的最小,拉伸性能最为明显,无压成型的压缩性能,方向性程度要低一些。面内剪切强度、模量、泊松比、冲击强度,与上相反,45°方向最大。可以利用这一特点,设计出最优的复合材料产品。 2、基本理化性能 2.1 密度 聚合物复合材料轻质是指密度小,为(1.5-2.0)g/cm3,是金属的1/4-1/5。用国标GB/T1463进行测试.常用聚合物复合材料制成夹层结构的蜂窝,密度为(0.03-0.16)g/cm3,泡沫塑料密度为(0.025-0.20)g/cm3。2.2 巴氏硬度
聚合物复合材料的硬度指标不同于金属,是用巴柯尔硬度计测试,国标GB/T3854。巴氏硬度除与原材料品种、性能有关外,更与成型工艺、固化程度有关,一般用巴氏硬度来控制产品制造过程。一般巴氏硬度为30-60,玻璃的巴氏硬度为100。
2.3 固化度 固化度是指聚合物(树脂)的固化程度,用树脂不可溶分含量的试验方法,国标GB/T2576来测试,一般产品要求固化度≥80%,对于高温固化产品,要求≥90%。
2.4 树脂含量 树脂含量的大小直接影响产品的力学性能和理化性能。用测出树脂含量的方法可以直接检验产品的成型工艺是否符合产品的设计要求及均匀性,用国标GB/T2577进行测试。
2.5 负荷热变形温度 试样在一定负荷(1.82MPa)下受热变形到一定指标的温度,称为负荷热变形温度,用国标GB/T1634-2进行测试,此性能直接反映聚合物(树脂)的耐热性能,不同聚合物复合材料,其负荷热变形温度差别很大,低的为100℃,高的可达300℃以上。测出此性能指标,可供产品在什么样温度条件下使用时参考。
2.6 热导率 聚合物复合材料的热导率是比较小的,为(0.28-0.40)W/Km,属绝热材料,用国标GB/T3139进行测试。
2.7 电阻率 聚合物复合材料的电阻率是比较高的,属于电绝缘材料,同时又是非磁性材料,体积电阻率,表面电阻率依次为1012-15Ω?cm,1011-14Ω,与聚合物(树脂)的品种有关系。环氧类型的电阻率要更高一些。
2.8 线热膨胀系数 线热膨胀系数与聚合物(树脂)品种关系很大,聚酯类的线膨胀系数大,环氧、酚醛类的小。同时与纤维方向织物经纬比也很有关系,一般纤维方向线热膨胀系数小。在(6.7-30)×10-6范围。当然,这是指玻璃纤维增强的复合材料,当采用碳纤维时,可以制零热膨胀系数,甚至于是负热膨胀系数的材料,在精密仪器上得到广用。2.9 吸水性
在保证产品质量情况下制成的聚合物复合材料的吸水率,一般≤1%,用国标GB/T1462测试。
复合材料吸水性能的另一个指标是耐水性,把复合材料放在水中一定时间后,其强度(主要指弯曲强度)的变化,这有两个测试方法:①GB/T2575,是用常温水浸试样。②GB/T10703,是用(60-100)℃水浸试样,属耐水性加速试验方法。
3、特殊性能 聚合物复合材料在常温下就有蠕变,承受拉伸时,蠕变小,承受弯曲和剪切时,蠕变大,测试方法国标为GB/T6059。持久强度较为破坏强度的(40-50)%。
聚合物复合材料的疲劳性能,与受力状态、树脂品种、纤维方向、成型工艺、循环次数等关系密切。若循环到5×106次时,疲劳强度约为静态强度的(25-30)%。试验方法国标为GB/T16779。
聚合物复合材料的高低性能取决于聚合物种类,目前已有耐350℃以上的耐高温聚合物。在低温下,其性能反而提高,温度越低,强度越高,包括冲击韧性也一样,一般提高20%-30%。这是优于普通热塑性塑料之处。测试方法为GB/T9979。
不同聚合物复合材料有不同耐化学腐蚀性能必须根据具体介质选用复合材料。测试方法为GB/T3857。
一般聚合物复合材料是不阻燃,必须加阻燃剂,按产品设计要求加不同阻燃剂及含量,