玻璃纤维增强材料的主要种类和用途
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玻璃纤维的性能与应用摘要:由于玻璃纤维具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高等许多优点,现已广泛应用于复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
本文通过总结和整理,简单阐述了玻璃纤维的特有性能以及其在各个领域的应用。
关键词:玻璃纤维;性能;应用;复合材料1.前言玻璃纤维(英文原名为:glass fiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
2.玻璃纤维的发展玻璃纤维有较长的发展历史。
上世纪三十年代,美国人发明了用铂坩埚连续拉制玻璃纤维和用蒸汽喷吹玻璃棉的工艺后,玻璃纤维的生产才形成了现代工业。
随着近代科学技术的发展,对玻璃纤维的力学、耐热等性能提出了更高的要求,促使六十年代以来出现了许多特种玻璃纤维,如耐高温玻璃纤维、高强度玻璃纤维、高模量玻璃纤维等。
在高性能玻璃纤维的发展过程中最引人注目的是1996年3月在第41次SAMPE国际会议上,道康宁公司首次发表的高强度玻璃纤维"ZenTron”,它是以高硅含量玻璃为原料制成,采用被称为Single-bushing(单套管)或Single-end(单头)30型的技术成纤的。
此产品后处理工序少,可防止纤维的损伤,并能降低成本。
我国研究玻璃纤维也有几十年的历史。
早在1958年,我国以手糊工艺研制了玻璃钢船,以层压和卷制工艺研制了玻璃钢板和火箭筒等。
1960年在北京、上海和哈尔滨相继成立了科研机构。
1961年研制成功了玻璃纤维耐烧蚀端头,1970年用手糊夹层结构板制造了44m大型玻璃雷达罩,1975年成立了玻璃钢学会,1983年中国建筑材料研究院试制成功了抗碱玻纤增强硫酸铝酸盐低碱水泥复合材料,1988年武汉工业大学研究成功高性能玻纤增强氯氧镁复合材料,目前,这两种复合材料均已形成工业化生产规模,在建筑工程中广泛用于墙体、防火门、水箱、通风管道、卫生间吊顶、温室框架和艺术制品等。
玻璃纤维复合材料的十大应用领域玻璃纤维(英文原名为:glassfiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
一、船艇玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点,被广泛用于制造游艇船体、甲板等。
二、电子电气玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。
复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分:1、电器罩壳:包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。
2、电器原件与电部件:如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。
3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。
三、风能风能是无污染、可持续的能源之一,采用风能发电是开发新能源的一种途径。
玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点,是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。
四、航空航天、军事国防由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求,玻纤复合材料所具有的重量轻,强度高,耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。
复合材料在这些领域的应用如下:--小飞机机身--直升机外壳和旋翼桨叶--飞机次要结构部件(地板、门、座椅、辅助油箱)--飞机发动机零件--头盔--雷达罩--救援担架五、化工化学玻璃纤维复合材料巨头耐腐蚀性好、增强效果优越等特点,被广泛应用于化工领域,制造化工容器(如储罐)、防腐格栅等。
六、基础设施玻璃纤维具有尺寸性好、增强性能优越,与钢铁、混凝土等材料相比巨头重量轻、耐腐蚀等特点,使得玻璃纤维增强材料成为制造桥梁、码头、高速公路路面、栈桥、临水建筑、管道等基础设施的理想材料。
玻璃纤维复合材料的十大应用领域玻璃纤维(英文原名为:glassfiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
一、船艇玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点,被广泛用于制造游艇船体、甲板等。
二、电子电气玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。
复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分:1、电器罩壳:包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。
2、电器原件与电部件:如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。
3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。
三、风能风能是无污染、可持续的能源之一,采用风能发电是开发新能源的一种途径。
玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点,是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。
四、航空航天、军事国防由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求,玻纤复合材料所具有的重量轻,强度高,耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。
复合材料在这些领域的应用如下:--小飞机机身--直升机外壳和旋翼桨叶--飞机次要结构部件(地板、门、座椅、辅助油箱)--飞机发动机零件--头盔--雷达罩--救援担架五、化工化学玻璃纤维复合材料巨头耐腐蚀性好、增强效果优越等特点,被广泛应用于化工领域,制造化工容器(如储罐)、防腐格栅等。
六、基础设施玻璃纤维具有尺寸性好、增强性能优越,与钢铁、混凝土等材料相比巨头重量轻、耐腐蚀等特点,使得玻璃纤维增强材料成为制造桥梁、码头、高速公路路面、栈桥、临水建筑、管道等基础设施的理想材料。
玻璃钢种类和用途1. 玻璃钢概述玻璃钢,也称为复合材料,是由玻璃纤维和树脂组成的一种增强型复合材料。
它具有优异的物理、力学和化学性能,被广泛应用于航空航天、建筑、汽车、能源等领域。
玻璃纤维增强树脂复合材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘性能好等特点,因此在工业生产和生活中发挥着重要的作用。
2. 玻璃钢种类2.1. 手工叠层玻璃钢手工叠层玻璃钢是最常见的一种玻璃钢制品制造工艺。
其制作过程包括模具制作、玻璃纤维布剪裁、玻璃纤维布与树脂手工叠层、固化和修整。
手工叠层玻璃钢制品广泛用于化工设备、储罐、船舶和建筑领域。
由于制造工艺简单,成本相对较低,因此得到了广泛应用。
然而,由于手工制作的工艺限制,手工叠层玻璃钢的形状和尺寸相对受限。
2.2. 水口喷淋法玻璃钢水口喷淋法制造的玻璃钢制品采用喷淋法将玻璃纤维和树脂均匀混合,然后通过模具形成。
该方法制造的制品广泛应用于水处理设备、风电叶片、储罐和建筑墙面等领域。
水口喷淋法制造的玻璃钢制品具有较高的强度和耐腐蚀性,是一种常用的制造工艺。
2.3. 真空吸塑法玻璃钢真空吸塑法是一种相对较新的玻璃钢制造工艺。
该方法通过模具加热塑形,使玻璃纤维布和树脂在真空状态下充分结合,形成所需的产品形状。
真空吸塑法制造的玻璃钢制品具有复杂的形状和高精度,常用于汽车零部件、航空航天和建筑领域。
3. 玻璃钢的用途3.1. 建筑领域玻璃钢在建筑领域中被广泛应用。
它可以用于制作天花板、墙面、外墙装饰板、屋顶等。
由于玻璃钢具有轻质、高强度、耐候性好等特点,可以满足建筑物对结构强度、防水性能和耐久性的要求。
此外,玻璃钢还可以根据设计要求制作成各种复杂的形状,赋予建筑物独特的外观。
3.2. 航空航天领域玻璃钢在航空航天领域中有重要的应用。
它可以用于制作飞机外壳、航天器的复合部件和航天器的热防护层等。
玻璃钢的轻质和高强度可以有效减轻飞行器的重量,提升其性能和燃油效率。
此外,玻璃钢还具有优异的耐高温和耐腐蚀性能,可以在极端环境中保护航天器。
玻璃纤维(英文原名为:glass fiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
基本介绍玻璃一般人之观念为质硬易碎物体,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玻璃纤维有柔软性,故配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良之结构用材。
玻璃纤维随其直径变小其强度增高。
CAS NO:14808-60-7特点介绍原料及其应用玻璃纤维比有机纤维耐温高,不燃,抗腐,隔热、隔音性好(特别是玻璃棉),抗拉强度高,电绝缘性好(如无碱玻璃纤维)。
但性脆,耐磨性较差。
玻璃纤维主要用作电绝缘材料,工业过滤材料,防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。
还可作为增强材料,用来制造增强塑料(见彩图)或增强橡胶、增强石膏和增强水泥等制品。
用有机材料被覆玻璃纤维可提高其柔韧性,用以制成包装布、窗纱、贴墙布、覆盖布、防护服和绝电、隔音材料。
作为补强材玻璃纤维具有以下之特点,这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛,发展速度亦遥遥领先其特性列举如下:(1)拉伸强度高,伸长小(3%)。
(2)弹性系数高,刚性佳。
(3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高,故吸收冲击能量大。
(4)为无机纤维,具不燃性,耐化学性佳。
(5)吸水性小。
(6)尺度安定性,耐热性均佳。
(7)加工性佳,可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。
(8)透明可透过光线.(9)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。
(10)价格便宜。
(11)不易燃烧,高温下可熔成玻璃状小珠。
主要成分其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等,根据玻璃中碱含量的多少,可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0%~2%,属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8%~12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上,属钠钙硅酸盐玻璃)。
玻璃纤维复合材料的十大应用领域玻璃纤维(英文原名为:glassfiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
一、船艇玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点,被广泛用于制造游艇船体、甲板等。
二、电子电气玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。
复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分:1、电器罩壳:包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。
2、电器原件与电部件:如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。
3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。
三、风能风能是无污染、可持续的能源之一,采用风能发电是开发新能源的一种途径。
玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点,是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。
四、航空航天、军事国防由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求,玻纤复合材料所具有的重量轻,强度高,耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。
复合材料在这些领域的应用如下:--小飞机机身--直升机外壳和旋翼桨叶--飞机次要结构部件(地板、门、座椅、辅助油箱)--飞机发动机零件--头盔--雷达罩--救援担架五、化工化学玻璃纤维复合材料巨头耐腐蚀性好、增强效果优越等特点,被广泛应用于化工领域,制造化工容器(如储罐)、防腐格栅等。
六、基础设施玻璃纤维具有尺寸性好、增强性能优越,与钢铁、混凝土等材料相比巨头重量轻、耐腐蚀等特点,使得玻璃纤维增强材料成为制造桥梁、码头、高速公路路面、栈桥、临水建筑、管道等基础设施的理想材料。
玻璃纤维增强塑料(FRP)基础知识一.什么是复合材料指一种材料不能满足使用要求,需要由两种或两种以上的才料,通过某种技术方法结合组成另一种能够满足人们需求的新材料,叫做复合材料。
二.什么是玻璃纤维增强塑料(FiberReinforcedPlastics)指用玻璃纤维增强,不饱和聚酯树脂(或环氧树脂;酚醛树脂)为基体的复合材料,称为玻璃纤维增强塑料。
简称FRP由于其强度相当于钢材,又含有玻璃纤维且具有玻璃那样的色泽;形体和耐腐蚀;电绝缘;隔热等性能,在我国被俗称为“玻璃钢”。
这个名称是原中国建筑材料工业部部长赖际发在1958年提出的一直延用至今。
三.FRP的基本构成基体(树脂)+增强材料+助剂+颜料+填料1.基体(树脂):环氧树脂;酚醛树脂;乙烯基树脂;不饱和聚酯树脂;双酚A等2.增强材料(纤维):玻璃纤维;碳纤维;硼纤维;芳纶纤维;氧化铝纤维;碳化硅纤维;玄武岩纤维等。
3.助剂:引发剂(固化剂);促进剂;消泡剂;分散剂;基材润湿剂;阻聚剂;触边剂;阻燃剂等。
4.颜料:氧化铁红;大红粉;炭黑;酞青兰;酞青绿等。
多数为色浆状态。
5.填料:重钙;轻钙;滑石粉(400目以上);水泥等。
PVC:聚氯乙烯,硬PVC和软PVC,硬PVC有毒。
PPR:聚丙烯。
PUR:泡沫。
PRE:聚苯醚。
尼龙:聚酰胺纤维。
FRP的发展过程:无法确定发明人。
四.FRP材料的特点:1.优点:(1)质轻高强:FRP的相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5但是拉伸强度却接近甚至超过碳素钢,而强度可以与高级合金钢相比,被广泛的应用于航空航天;高压容器以及其他需要减轻自重的制品中。
(2)耐腐蚀性好:FRP是良好的耐腐蚀材料,对于大气;水和一般浓度的酸碱;盐及多种油类和溶剂都有较好的抵抗力,已经被广泛应用于化工防腐的各个方面。
正在取代碳钢;不锈钢;木材;有色金属等材料。
(3)电性能好:FRP是优良的绝缘材料,用于制造绝缘体,高频下仍能保持良好的介电性,微波透过性良好,广泛应用于雷达天线罩;微波通讯等行业。
玻璃丝制品的用途是什么玻璃丝制品是由玻璃丝制成的各种产品。
由于其独特的物理特性和良好的化学稳定性,玻璃丝制品在多个领域具有广泛的用途。
以下将从建筑、电子、医疗、环保、艺术和日常用品六个方面详细介绍玻璃丝制品的用途。
首先,玻璃丝制品在建筑领域有重要应用。
玻璃纤维增强塑料(FRP)是一种新型的建筑材料,由玻璃纤维和树脂混合物制成,具有轻质、高强度和耐腐蚀等特点。
FRP可以用于制作外墙板、屋顶板、管道等建筑构件,用于加固和修复混凝土结构,还可以制作轻型隔断、装饰板材等。
其次,玻璃丝制品在电子领域也有广泛的应用。
光纤是一种由玻璃纤维制成的导光材料,具有高传输性能和抗干扰能力。
光纤广泛用于通信、互联网和数据传输领域,可以实现远距离高速传输信息。
此外,玻璃丝还用于制作光纤连接器、光纤传感器、光学仪器等电子器件。
玻璃丝制品在医疗领域也有重要的应用。
医用玻璃纤维是一种无毒、无菌、无剥离的医疗材料,具有良好的生物相容性和抗菌性能。
医用玻璃纤维主要用于制作缝合线、填充材料和人工组织修复材料等。
同时,玻璃丝还可以用于制作手术器械和医疗设备,如支气管镜、血管支架等。
玻璃丝制品在环保领域也有重要的应用。
玻璃纤维过滤材料是一种高效的水处理材料,可以去除水中的有机物、微生物和悬浮物。
此外,玻璃丝还可以用于制作空气过滤器和油烟净化器等,能够有效去除空气中的颗粒物和有害气体。
玻璃丝制品在艺术领域也有独特的应用。
玻璃绝缘子是一种用于电力输电线路的重要组成部分,具有良好的绝缘性能和耐候性。
玻璃纤维雕塑是一种艺术品,具有透明、柔软和多变的特点,常用于公共场所和室内装饰。
此外,玻璃纤维还可以用于织造、编织和刺绣等手工艺品的制作。
最后,玻璃丝制品在日常用品中也有广泛的应用。
玻璃纤维绝缘材料广泛用于制作电线电缆和电器设备的绝缘层。
玻璃纤维制成的厨房用具如炊具、烤盘和烤网等,具有耐高温、易清洁的特点。
此外,玻璃纤维还用于制作家具、箱包和鞋类等,具有轻便、耐用、防水和耐腐蚀的特点。
玻璃纤维及其应用讲解
玻璃纤维是一种由玻璃纤维制成的材料,它具有优异的耐磨、耐腐蚀
和耐高温等特点,因此被广泛应用于各个领域。
首先,玻璃纤维在建筑领域有着重要的应用。
由于其具有轻质、高强
度和耐久性的特点,玻璃纤维被广泛用于建筑材料的制造,如玻璃纤维板、玻璃纤维窗户和玻璃纤维屋顶等。
这些材料不仅具有良好的隔热和保温性能,还可以有效阻燃,提高建筑物的安全性能。
其次,玻璃纤维在汽车制造领域也有重要的应用。
由于玻璃纤维具有
优良的强度和刚性,因此可以用于制造汽车的外壳和零部件,如车身板、
车头和车尾等。
与传统的金属材料相比,玻璃纤维具有更低的密度和更高
的强度,可以减轻汽车的整体重量,提高燃油效率,并且能够有效减少碰
撞时的能量传递,提高汽车的安全性能。
此外,玻璃纤维还可以广泛应用于航空航天领域。
由于其具有优异的
强度和轻质性能,玻璃纤维被用于制造飞机的构件和零部件,如机翼、机
身和尾翼等。
与金属材料相比,玻璃纤维具有更低的密度和更高的强度,
可以显著减轻飞机的整体重量,提高飞机的燃油效率和飞行性能。
此外,玻璃纤维还可以应用于电子和电气领域。
由于玻璃纤维具有优
异的绝缘性能,它被广泛用于电缆和电线的绝缘材料,可以有效防止电流
的泄漏和电气设备的损坏。
总之,玻璃纤维具有良好的机械性能、化学稳定性和热稳定性,因此
被广泛应用于建筑、汽车、航空航天和电子电气等领域。
随着科技的不断
进步和研究的深入,玻璃纤维的应用前景将更加广阔,为各个行业带来更
多的技术突破和创新。
玻璃纤维增强材料的阻燃性能研究玻璃纤维增强材料是一种常用的复合材料,它将玻璃纤维的强度和刚性与树脂基体的韧性和耐腐蚀性相结合在许多工业领域,如航空、航天、汽车、电子和建筑等,这种材料都发挥着重要作用然而,在使用过程中,特别是在高温、高压和易燃环境下,材料的阻燃性能成为一个重要的考虑因素本文将详细讨论玻璃纤维增强材料的阻燃性能及其影响因素1. 玻璃纤维增强材料的基本组成玻璃纤维增强材料主要由玻璃纤维和树脂基体组成玻璃纤维是一种具有高强度、高模量和高耐热性的纤维材料,通常由硅酸盐玻璃制成树脂基体则是一种具有良好粘结性能和高韧性的聚合物,常用的有环氧树脂、聚酯树脂和酚醛树脂等2. 阻燃性能的定义和评价方法阻燃性能是指材料在火焰作用下的抗燃性和火焰传播抑制能力评价材料阻燃性能的方法有很多,如极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、水平燃烧测试和烟密度测试等其中,极限氧指数是衡量材料阻燃性能最常用的方法之一,它表示材料在火焰作用下能维持燃烧的最小氧气浓度3. 玻璃纤维增强材料阻燃性能的影响因素3.1 树脂基体的种类树脂基体的种类对玻璃纤维增强材料的阻燃性能有很大影响一般来说,酚醛树脂的阻燃性能最好,聚酯树脂次之,环氧树脂最差这是因为酚醛树脂在燃烧过程中能形成炭层,有效地阻止氧气和热量传递,从而降低火焰传播速度3.2 玻璃纤维的含量玻璃纤维的含量也会影响材料的阻燃性能随着玻璃纤维含量的增加,材料的强度和刚性会提高,但同时也会降低阻燃性能这是因为玻璃纤维在燃烧过程中不易熔化,形成的炭层较厚,有利于阻止火焰传播因此,在设计和制备玻璃纤维增强材料时,需要在强度和阻燃性能之间进行权衡3.3 填料的添加填料是一种常用的阻燃手段,可以有效地提高材料的阻燃性能常用的填料有氢氧化镁、氢氧化铝和硅藻土等这些填料在燃烧过程中可以吸收大量的热量,降低火焰温度,同时形成的炭层可以阻止氧气和热量的传递此外,填料还可以与树脂基体反应,生成阻燃产物,进一步提高阻燃性能3.4 阻燃剂的添加阻燃剂是一种专门用于提高材料阻燃性能的添加剂,常见的有磷酸盐、卤代烃和磷酸酯等阻燃剂通过与树脂基体或填料发生化学反应,生成阻燃产物,从而降低材料的燃烧性能此外,阻燃剂还可以提高材料的热稳定性和氧稳定性,进一步改善阻燃性能4. 提高玻璃纤维增强材料阻燃性能的途径4.1 优化树脂基体的选择选择合适的树脂基体是提高玻璃纤维增强材料阻燃性能的关键在实际应用中,可以根据具体的使用环境和性能要求,选择酚醛树脂、聚酯树脂或环氧树脂等不同的树脂基体4.2 调整玻璃纤维含量在保证材料强度和刚性的前提下,适当降低玻璃纤维含量,可以提高阻燃性能同时,也可以通过使用短纤维或纤维表面处理等方法,提高玻璃纤维的阻燃性能4.3 添加填料和阻燃剂在玻璃纤维增强材料中添加适量的填料和阻燃剂,可以显著提高阻燃性能填料的添加可以降低火焰温度和热量传递,阻燃剂的添加可以生成阻燃产物,从而降低材料的燃烧性能5. 结论玻璃纤维增强材料的阻燃性能对于其在高温、高压和易燃环境下的应用至关重要本文从玻璃纤维增强材料的基本组成、阻燃性能的定义和评价方法、影响因素以及提高阻燃性能的途径等方面进行了详细讨论通过优化树脂基体的选择、调整玻璃纤维含量、添加填料和阻燃剂等方法,可以有效提高玻璃纤维增强材料的阻燃性能在实际应用中,需要根据具体的使用环境和性能要求,综合考虑各种因素,设计合适的玻璃纤维增强材料玻璃纤维增强材料作为一种重要的复合材料,广泛应用于航空、航天、汽车、电子和建筑等领域然而,在某些应用环境中,特别是在高温、高压和易燃环境下,材料的阻燃性能成为一个关键因素本文主要目的是探讨玻璃纤维增强材料的阻燃性能及其研究进展1. 玻璃纤维增强材料的基本组成玻璃纤维增强材料主要由玻璃纤维和树脂基体组成玻璃纤维作为一种具有高强度、高模量和高耐热性的纤维材料,通常由硅酸盐玻璃制成树脂基体则是一种具有良好粘结性能和高韧性的聚合物,常用的有环氧树脂、聚酯树脂和酚醛树脂等2. 阻燃性能的定义和评价方法阻燃性能是指材料在火焰作用下的抗燃性和火焰传播抑制能力评价材料阻燃性能的方法有很多,如极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、水平燃烧测试和烟密度测试等其中,极限氧指数是衡量材料阻燃性能最常用的方法之一,它表示材料在火焰作用下能维持燃烧的最小氧气浓度3. 玻璃纤维增强材料阻燃性能的研究进展3.1 树脂基体的改进为了提高玻璃纤维增强材料的阻燃性能,研究者们对树脂基体进行了改进一方面,通过引入含卤、含磷等阻燃元素,开发出具有良好阻燃性能的树脂基体另一方面,研究者还通过引入纳米填料、金属氧化物等,提高树脂基体的热稳定性和氧稳定性,从而改善阻燃性能3.2 玻璃纤维的表面处理玻璃纤维的表面处理也是一种有效的提高阻燃性能的方法通过在玻璃纤维表面涂覆一层阻燃剂或防火剂,可以形成一层保护膜,防止火焰直接接触玻璃纤维,从而降低材料的燃烧性能此外,还可以通过接枝共聚、表面改性等方法,提高玻璃纤维与树脂基体的界面粘结强度,进一步提高阻燃性能3.3 阻燃体系的开发与应用为了提高玻璃纤维增强材料的阻燃性能,研究者们还开发了一系列阻燃体系这些阻燃体系通常由阻燃剂、填料和树脂基体组成通过合理设计阻燃剂的种类和含量,可以有效降低材料的燃烧性能同时,填料的添加可以降低火焰温度和热量传递,进一步提高阻燃性能4. 影响玻璃纤维增强材料阻燃性能的其他因素除了上述因素外,还有一些其他因素会影响玻璃纤维增强材料的阻燃性能例如,纤维的排列方式、材料的密度、制造工艺等通过优化这些因素,可以进一步提高材料的阻燃性能5. 结论玻璃纤维增强材料的阻燃性能对于其在高温、高压和易燃环境下的应用至关重要近年来,研究者们通过改进树脂基体、表面处理玻璃纤维、开发阻燃体系等方法,有效提高了玻璃纤维增强材料的阻燃性能然而,进一步提高材料的阻燃性能仍面临诸多挑战,需要继续深入研究在未来,玻璃纤维增强材料的阻燃性能研究将继续受到关注,以期为实际应用提供更优化的解决方案应用场合玻璃纤维增强材料的阻燃性能研究及其进展,为多种高风险燃烧环境下的应用提供了重要的材料支持以下是几个主要的应用场合:1.航空航天领域:在飞机和宇宙飞船的内部结构中,玻璃纤维增强材料因其高强度和良好的阻燃性能而得到广泛应用这些材料用于制造座椅、内饰、隔热层等,以确保乘客和机组人员的安全2.汽车工业:汽车内饰、引擎盖、保险杠等部件常用玻璃纤维增强材料制造,不仅因为其轻质高强,还因为其阻燃特性,能在汽车火灾事故中减少火势蔓延3.电子设备:电子设备中的散热器、外壳等部件,需要使用阻燃性好的材料以防止火灾事故玻璃纤维增强材料因其良好的热稳定性和阻燃性能,是这些应用的理想选择4.建筑行业:在建筑材料中,如屋顶、外墙、防火门等,使用阻燃的玻璃纤维增强材料可以提高建筑的安全性,尤其是在多层和高层建筑中5.化学品和容器:玻璃纤维增强材料还可用于制造化学品容器和管道,其阻燃性能可以减少火灾风险,保护人员和财产的安全注意事项在应用玻璃纤维增强材料时,需要注意以下几点:1.树脂基体的选择:不同的树脂基体具有不同的阻燃性能,因此在选择时需要根据具体应用的阻燃要求来确定2.玻璃纤维含量:虽然高含量的玻璃纤维可以提高材料的强度,但可能会降低阻燃性能因此,需要在强度和阻燃性能之间做出平衡3.填料和阻燃剂的添加:适量的填料和阻燃剂可以提高阻燃性能,但过量可能会影响材料的机械性能因此,需要精确控制添加量4.制造工艺:制造工艺对材料的最终性能有重要影响例如,固化温度和时间的不当选择可能会影响材料的阻燃性能5.环境因素:在不同的环境条件下,材料的阻燃性能可能会有所不同因此,需要考虑环境因素,如湿度、温度等6.成本效益分析:提高阻燃性能往往需要额外的材料成本和制造工艺复杂度,因此在设计和制造过程中需要进行成本效益分析7.测试和认证:在材料设计和制造过程中,应进行严格的测试来验证其阻燃性能,并确保满足相关的安全标准和认证要求8.持续研究与发展:阻燃技术是不断发展的,需要持续关注最新的研究进展,以便在未来的应用中采用更先进的技术玻璃纤维增强材料的阻燃性能对于其在不同领域的应用至关重要通过精确的材料选择、制造工艺控制和环境考量,可以在保证机械性能的同时,提高材料的阻燃性能,从而满足各种高风险燃烧环境下的安全需求同时,持续的研究与发展将有助于进一步提升材料的阻燃性能,为未来的应用提供更多的可能性。
简介玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。
它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石七种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几个微米,相当于一根头发丝的1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,特殊用途的纤维, 如E玻璃和'475'玻璃纤维在2B类致癌物清单中、连续的玻璃纤维在3类致癌物清单中。
性质熔点:玻璃是种非晶体它没有固定的熔点, 一般认为它的软化点为500~750沸点:1000 ℃密度:2.4~2.76g/cm3玻璃纤维作为强化塑料的补强材料应用时,最大的特征是抗拉强度大。
抗拉强度在标准状态下是6.3~6.9 g/d,湿润状态5.4~5.8 g/d。
密度2.54g/cm3。
耐热性好,温度达300℃时对强度没影响。
有优良的电绝缘性,是高级的电绝缘材料,也用于绝热材料和防火屏蔽材料。
一般只被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀。
主要成分其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等,根据玻璃中碱含量的多少,可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0%~2%,属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8%~12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上,属钠钙硅酸盐玻璃)。
主要特点原料及其应用:玻璃纤维比有机纤维耐温高,不燃,抗腐,隔热、隔音性好,抗拉强度高,电绝缘性好。
但性脆,耐磨性较差。
用来制造增强塑料或增强橡胶,也可以作为天宇净化过滤器滤材,作为补强材玻璃纤维具有以下之特点,这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛,发展速度亦遥遥领先其特性列举如下:(1)拉伸强度高,伸长小(3%)。
玻璃钢的作用及种类一、玻璃钢的定义玻璃钢(fiber reinforced polymer,FRP)是以玻璃纤维和玻璃纤维制品作为增强材料,用合成树脂作为粘结剂制作而成的一种复合材料,被称为玻璃纤维增强塑料,因为玻璃纤维增强塑料的强度高,可以与钢铁相媲美,因此人们又称玻璃纤维增强塑料为玻璃钢。
玻璃钢制品的性能往往取决于合成树脂的种类,这是因为在玻璃钢中,合成树脂不仅将玻璃纤维黏合在一起形成一个整体,起着传递载荷的作用,而且也增强了玻璃钢的各种优良的综合性能,比如增强了玻璃钢的耐腐蚀性、电绝缘性等。
二、玻璃钢的组成主要由两大部分组成,即基体材料和增强材料。
增强材料是纤维增强复合材料的支撑骨架,它从根本上决定了玻璃钢制品的力学性能,同时对提高材料的收缩率,提高复合材料的热变形温度、电磁性能以及热物理性能也有一定的作用。
而树脂基体可以将复合材料中的增强材料连接成一个整体,起着传递和均衡载荷的功能,使增强材料能充分发挥其力学性能优势。
复合材料的耐热性、耐化学腐蚀性能、阻燃性、耐候性、电绝缘性、电磁性能等都取决于树脂基体。
同时,树脂基体对复合材料的抗冲击性能和力学性能都有不同程度的影响。
1.树脂基体大量热固性和热塑性塑料都可作为复合材料树脂基体使用。
常用的热固性树脂有:不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧、酚醛、双马来酰亚胺以及聚酰亚胺树脂等。
常用的热塑性树脂有:聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚醚砜等。
2.增强材料应用最广泛的是玻璃纤维无捻粗纱、玻璃布、连续毡极短切毡以及碳纤维、芳纶纤维等。
三、玻璃钢的基本类型与产品分类1.玻璃钢的基本类型一般基本类型的玻璃钢有三种:(1)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。
(2)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%。
玻璃纤维复合材料玻璃纤维复合材料是一种将玻璃纤维与树脂等基体材料复合而成的材料。
玻璃纤维复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀、绝缘等特性,广泛应用于汽车制造、航空航天、建筑等领域。
玻璃纤维复合材料的主要组成部分是玻璃纤维增强剂和树脂基体材料。
玻璃纤维增强剂是由玻璃纤维直接制成,具有很高的强度和刚度。
树脂基体材料常用的有环氧树脂、聚酯树脂等,具有良好的耐腐蚀性和耐热性。
玻璃纤维复合材料的制造过程包括纤维制备、纤维浸渍、成型和硬化等步骤。
首先,将玻璃纤维进行熔制和拉伸,得到一定长度的纤维束。
然后,将纤维束浸入树脂浆料中,使纤维充分浸渍。
接下来,将浸渍的纤维束进行成型,常见的有手工层叠法、注塑法等。
最后,通过加热或使用光固化剂进行硬化,使得树脂固化成硬的连续相,形成最终的复合材料。
玻璃纤维复合材料具有许多优点。
首先,它具有很高的强度与刚度,重量却很轻,比重约为钢的四分之一,可以减轻结构负荷。
其次,它具有很好的耐腐蚀性,可以在各种恶劣环境下使用。
此外,玻璃纤维具有很好的绝缘性能,可以用于电气设备的绝缘保护。
另外,玻璃纤维复合材料还具有吸音、隔热等特点,适用于建筑内外墙的装饰材料。
然而,玻璃纤维复合材料也有一些缺点。
首先,它对湿气非常敏感,在湿润环境下容易吸水,导致强度降低。
其次,由于玻璃纤维本身是脆性的,因此在受到冲击时容易破碎。
此外,制造过程中需要使用大量的能源,产生环境污染。
总的来说,玻璃纤维复合材料是一种重要的材料,具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展,对于玻璃纤维复合材料的研究和应用也将不断深入,为各行各业提供更多更好的解决方案。
FRPFRP(Fiber Reinforced Plastics ),是纤维增强复合塑料。
现有CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。
FRP复合材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合, 经过特别的模具挤压、拉拔而形成的高性能型材料。
质轻而硬,不导电,机械强度高,回收利用少,耐腐蚀。
一、简介FRP,纤维增强复合塑料,是英文(Fiber Reinforced Plastics )的缩写,现有CFRP、GFRP、AFRP、BFRP等。
中文中玻璃钢指的就是GFRP。
FRP复合材料是由纤维材料与基体材料按一定的比例混合, 经过特别的模具挤压、拉拔而形成的高性能型材料。
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。
随着社会科学技术的进步, 土木工程结构学科的发展, 在很大程度上得益于性质优异的新材料、新技术的应用和发展, 而FRP以其优异的力学性能及适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、轻质发展的需求, 正被越来越广泛地应用于桥梁工程、各类民用建筑、海洋工程、地下工程中, 受到结构工程界广泛关注。
二、组成种类FRP由增强纤维和基体组成,一般用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂做基体,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料。
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,但可以经受住大的应变,往往具有粘弹性和弹塑性,是韧性材料。
工程结构中常用的FRP主材主要有碳纤维( CFRP)、玻璃纤维( GFRP)、及芳纶纤维( AFRP), 其材料形式主要有片材(纤维布和板)、棒材(筋材和索材)及型材(格栅型、工字型、蜂窝型等)。
三、性能特点抗拉强度抗拉强度高, FRP的抗拉强度均明显高于钢筋, 与高强钢丝抗拉强度差不多, 一般是钢筋的2倍甚至达10倍。
玻璃纤维增强材料的主要种类和用途【之无捻粗纱】
无捻粗纱
无捻粗纱由平行原丝或平行单丝集束而成的,前者指多股玻璃原丝络制而成的无捻粗纱,
也叫多股无捻粗纱;后者指从拉丝漏板拉下来的丝平行集束而成的无捻粗纱,又称直接无捻
粗纱、单股无捻粗纱或者精密无捻粗纱。
无捻粗纱按玻璃成分可划分为:E玻璃无捻粗纱和C玻璃无捻粗纱。生产玻璃粗纱所用
玻纤直径为13~23μm。无捻粗纱的号数从150TEX到9600TEX。
无捻粗纱可以直接用于某些复合材料工艺成型方法中,也可织成无捻粗纱织物,在某些
用途中还可以将无捻粗纱进一步短切。
对于缠绕、拉挤等玻璃钢工艺,国外多采用直接无捻粗纱,其张力均匀,多股原丝合并
的无捻粗纱的张力均匀性不比直接无捻粗纱,适合于进一步短切使用。
无捻粗纱的表面被覆盖有各种不同的浸润剂,这些浸润剂系统都是适合不同玻璃钢工艺
方法、产品性能及树脂系统而设计和选定的,就与树脂系统相容性而言,用户必须了解所选
用的无捻粗纱与自己所用的树脂系统(环氧、聚酯、酚醛)是否相容。
(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的性能包括:良好的切割性,在连续高
速切割时产生的静电少,为满足切割性能,浸润剂中的偶联剂常包括硅烷及有机铬化合物;
无捻粗纱切割后分散成原丝的效率要高,即分束率高,通常要求90%以上;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;树脂浸透快,易于驱赶气泡;原丝简退解性
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指片状模塑料,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25mm的长度,分散在在树脂糊中,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黏附
在刀輥上。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。根据产
品不同,SMC无捻粗纱可以有软质,中硬及硬质之分;根据浸润剂在苯乙烯中的溶解度大
小又可以分为易溶、半溶及难溶型。
为了使SMC模压制品获得良好的抗碱性能及平滑的表面,SMC无捻粗纱在切割并分
散在树脂糊时要能很快被树脂浸透。在模塑SMC制品时,玻璃纤维应有良好的流动性,从
而均匀分布在SMC制品中。
通常SMC无捻粗纱由200根单丝集束的玻璃原丝络制而成,无捻粗纱一般为2400tex,
少数情况下也用4800tex。
(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。缠绕法无捻粗纱的线密度范围从
1200tex到9600tex,纤维直径从13~23μm,缠绕大型管道及贮罐多倾向于用直接无捻粗纱。
如4000孔漏板控制在23μm玻纤所形成的4800tex的直接无捻粗纱,目前已有9600tex的
直接无捻粗纱。
对缠绕用无捻粗纱的要求一般有以下几点:成带性好,呈扁带状;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;张力均匀,无垂悬现象;线密度均匀,一
般须小于±7%;无捻粗纱浸透性好,从树脂槽通过时易被树脂润湿及浸透,无需特意将纤
维强制分散,以促进树脂浸透,否则容易起毛丝。
(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1100~4400tex。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
于手工玻璃钢成型工艺中。
对织造用无捻粗纱有如下要求:良好的耐磨性:无捻粗纱在纺织时经过一系列导纱装
置不易起毛;良好的成带性:织造用无捻粗纱呈带状,特别是作为纬纱,这一性能更为重要,
良好的成带性保证了织造工序的顺利进行,而所织造出的织物又具有高度的平整性;织造用
无捻粗纱在织造前需经强制烘干,既保证了浸润剂形成牢固的膜,增加无捻粗纱耐磨性,减
少织造中的断丝和毛丝,又促进了无捻粗纱的成带性;无捻粗纱张力均匀,悬垂度应符合一
定标准,否则由于悬垂而引起原丝长度差异,对织造质量有不良影响;无捻粗纱退解性能好,
在从纱筒退解时无脱圈现象;无捻粗纱浸透性好,当手工玻璃钢时,树脂很快润湿并浸透方
格布,从而加速工艺过程,提高玻璃钢强度。
(6)预型体用无捻粗纱
在预型体工艺中,无捻粗纱被短切并喷附在预定形状的网上,同时喷少量树脂使纤维
网固定成型,然后将成型的纤维网片移入金属模具中,注入树脂热压成型,即得制品。对于
用这种工艺的无捻粗纱的性能要求与对喷射无捻粗纱的要求基本相同。通常使用10μm 200
根单丝集束的原丝络制成。
(7)Hobas管道用无捻粗纱
这种纱一般在被切割后与含有石英砂的树脂同时喷到模具内,借助离心力的作用而形
成管道。通常使用13μm纤维组成的纱合股,规格为2400tex, 3600tex,单原丝为110tex。
对这种纱的要求是硬挺度好,切割性能好,无静电,切割后原丝在苯乙烯中分离的速度要大
于5s,一般在5~20s内。
(8)透明波形瓦用无捻粗纱
这种纱在透明波形瓦机组上被短切后沉积在树脂糊上被均匀地捏合到树脂中。一般为
13 μm纤维组成400tex的合股无捻粗纱。对其要求是短切性好,静电少,折射率于纤维玻
璃折射率要尽可能接近,这样可以使波形瓦达到最大的透明度,玻璃纤维具有良好的树脂浸
透性。
(9)增强热塑性塑料用无捻粗纱
基本上分为两类,一类是适合于热塑性塑料拉挤工业用的无捻粗纱;另一类是适合于
制造长纤维增强热塑性制品的无捻粗纱。这类无捻粗纱在塑料挤出造粒机中,在特殊设计的
模头中纤维可完全涨开,以利于热塑性树脂渗透到纤维中并将纤维包覆起来,经挤出机挤出
后切成料粒。用这种料粒,纤维在注射机中受到充分保护,故在最终制品中纤维长度要比一
般注射成型的增强塑料制品中的纤维长得多,故大大提高了增强热塑料制品的机械强度。
由于热塑性塑料包括许多品种,故相应于不同树脂体系,玻璃纤维的浸润剂体系,特
别是浸润剂中的成膜剂与硅烷偶联剂有所不同。
(10)混合无捻粗纱
即twintex, 目前从88tex到3600tex的玻纤与聚丙烯(P)和热塑性聚酯(PET)的混
合粗纱均已投放市场。