玻璃纤维增强塑料的基础知
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LCP(液晶聚合物)基本特性及介绍基本介绍英文名称:Liquid Crystal Polymer,具有独特化学结构的全芳香族液晶聚酯,一种新型的高分子材料,由刚性分子链构成的,在一定物理条件下能出现既有液体的流动性又有晶体的物理性能各向异性状态(此状态称为液晶态)的高分子物质。
项目玻纤增强颜色密度(kg/cm3) 1.45-1.7成型收缩率(%)0.02-0.2 0.6-1.27硬度(R)80-106平衡吸水率(%)0.02拉伸强度(M D790)85-158导热系数(W/m/K)0.53-0.56悬臂梁有缺口冲击(ISO180/1A)49-137熔融温度(℃)热变形温度(1.8MPa)270-355生产厂家1972年CBO公司推出LCP,1979年住友化学工业采用独自的技术开发了(ECONOL)E2000系列,1984年Amoco公司向市场上推出了高耐热性的1型LCP(XYDAR),1985年Ticona公司向市上推出了新型的具有协调的耐热性和成型加工性能的2型LCP,1996年宝理塑料公司的富士工厂内(LAPEROS LCP)制造车间完工,目前全球的主要LCP品牌有日本宝理的Laperos,日本住友的SUMIKASUPER,日本东丽的SIVERAS,美国泰科纳的VECTRA,Zenite,美国苏威的Xydar,国内有台湾长春常用牌号公司品牌型号特性热变形温度日本宝理LAPEROS E130i30玻纤标准,SMT对应280日本住友化学SUMIKASUPER E4008玻纤高耐热,高强度313日本住友化学SUMIKASUPER E6008玻纤高强度,高流动279日本宝理LAPEROS E471i35玻矿低翘曲性,标准SMT对应265美国泰科纳VECTRA E130i30玻纤276日本住友化学SUMIKASUPER E6807LHF长玻纤高流动,低翘曲270日本住友化学SUMIKASUPER E5008L长玻纤超高耐热,低收缩率339日本住友化学SUMIKASUPER E5204L长玻纤超高耐热,低热传导率,低介电常数351日本宝理LAPEROS A13030玻纤高强度・高韧性240美国苏威Xydar G93030玻纤265日本住友化学SUMIKASUPER E6808UHF玻纤高流动,低翘曲240日本宝理LAPEROS E473i30玻矿低翘曲性,高流动性SMT对应250美国泰科纳Zenite6130L30玻纤265日本宝理LAPEROS S13535玻纤高耐热,高温刚性340产品系列主要特性1.物理性能:自增强性,具有异常规整的纤维状结构特点,因而不增强的液晶塑料即可达到甚至超过普通工程塑料用百分之几十玻璃纤维增强后的机械强度及其模量的水平;不增强时的收缩高异向性,纤维填充后可稍微降低,这种特性和其他塑料刚好相反;很高尺寸稳定性和尺寸精度;2.力学性能:优异的机械性能;厚度越薄,拉伸强度越大;熔接强度低;性能与树脂流动方向相关;几乎为零的蠕变;耐磨、减磨性优越;线性热膨胀率接近金属;机械特性中却存在各向异性3.耐热性能:优异的耐热性,热分解温度500℃,高的热变形温度(160-340℃与品级有关)、连续使用温度(-50~240℃)、耐焊锡焊温度(260℃、10秒~310℃、10秒)4.燃烧性能:有着出色的难燃性,不含有阻燃剂,其燃烧等级达到UL94V-0级水平,燃烧产物主要是二氧化碳和水,在火焰中不滴落,不产生有毒烟雾5.化学稳定性:耐腐蚀性能,LCP 制品在浓度为90%酸及浓度为50%碱存在下不会受到侵蚀,对于工业溶剂、燃料油、洗涤剂及热水,接触后不会被溶解,也不会引起应力开裂。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟玻璃纤维的特点、分类及应用玻璃纤维(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。
性质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2.54。
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)。
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(见彩图)或增强橡胶,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%)。
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。
FRP 材料的特点纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer/Plastic,简称FRP)也称纤维增强塑料,是由短切纤维或者连续纤维及其织物与热固性或热塑性基体经过一定的工艺复合而成的一种新型材料。
利用先进的成型工艺,纤维增强复合材料可以整体成型做成各种复杂的形状,整体性较强,减少了装配的成本。
与钢材以及合金等金属材料相比,复合材料能够同时达到轻质、高强、刚度高等特点,近年来表明,先进复合材料在飞机制造业的应用迅速扩大。
复合材料及其发展由两种或两种以上不同物质经材料设计、人工组合而得到的具有新的优越性能的多相固体材料。
按此定义,通常可将结构用复合材料(Composite materials)的基本组分划分为基体材料(Matrix)和增强材料(Reinforcement)。
其中基体材料大都为连续相,主要起粘结或连接的作用;增强材料多为分散相,主要用来承受载荷,亦称增强体。
复合材料常见的分类方法有:按材料的作用,可分为主要使用其力学性能的结构复合材料和主要发挥其功能特性的功能复合材料;按基体材料,可分为树脂基、金属基、陶瓷基复合材料等;按增强体的种类和形态,可分为长纤维增强复合材料、短纤维或晶须增强复合材料、颗粒增强复合材料、层状增强复合材料及填充骨架型复合材料等。
目前研究最多、应用前景最广的是上世纪60 年代以来发展起来的所谓先进复合材料,包括以高强碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、陶瓷颗粒等高性能增强体增强的耐高温高聚物或金属、增韧的陶瓷,以及功能复合材料。
复合材料最显著的特性,是其性能(主要指力学性能、物理性能和工艺性能)在一定范围内具有可设计性,同时还具有材料与结构同一性、发挥复合效应优越性及性能对工艺依赖性等特点。
与传统材料相比,复合材料在性能上具有优势,比如比强度、比模量大,耐疲劳性能好,阻尼减震性好,破损安全性高等。
因此,复合材料已成为材料研究领域的热点,并已在航空、航天、能源、电子、海洋、汽车,乃至生物工程等方面得到了广泛应用。
国际上通常称为玻璃纤维增强塑聚酯基板材,英文所写FRP(Fiber Glass-Reinforced Plastics)玻璃钢板是指用不饱和聚酯树脂浸渍玻璃纤维毡,玻璃纤维织物或短切纤维,然后凝胶固化而制得的制品,它具有轻质,高强,抗冲击性能好,特别是具有独特的透光性,用于建建筑结构采光和农作物温室采光效果显著,还有具有优良的耐腐蚀,耐大气老化性,可简化设计,安装,拆换简单,可根据需要选择颜色. 一,玻璃钢板用原材料1增强材料FRP板通常选用的增强材料为玻璃布,无捻玻璃粗纱,短切玻璃纤维毡。
无捻玻璃粗纱连续FRP波纹成型工艺所用无捻玻璃粗纱应具有良好的切割性,分散性,树枝浸润性,不产生或少产生静电。
短切玻纤毡目前国内通常采用的短切玻璃纤维毡的规格有,EMC300 , EMC450, EMC600三种,具有密度均匀,浸透性好,无污染,耐候,透光等特点.2 树脂基体连续FRP波纹板成型工艺多数选用不饱和聚酯树脂(UP)树脂,具有较高的机械强度,良好的耐候性和耐冲击性,还要具有较低的收缩率以及适当的粘度,以便对玻璃纤维有良好的浸渍性,排炮性。
3 薄膜连续FRP 波纹板成型用的薄膜要求,表面光滑,无褶皱外最主要的是具有较高的抗拉强度和一定的耐热性,确保波纹板成型过程中薄膜不变形,根据FRP波纹板用途薄膜可分为工艺薄膜和防老化薄膜两种。
a单氟乙烯薄膜,耐大气和光的老化作用极佳,可使波纹板的使用期高达20年。
b聚酯薄膜。
4 其它辅助材料FRP板材所用树脂的配方中的辅助材料有,引发剂,促进剂,颜料湖,紫外线吸收剂,现在普遍使用过氧化甲乙酮,促进剂为异辛酸钴溶液,使波纹板色泽纯正,特别是使透明板的透光率高达百分之八十七以上。
优质的采光板具有以下特性:1、透光性――透光度可达85%以上,可阻隔阳光中90%的紫外线辐射。
2、耐候性――在摄氏-40℃~120℃温度范围内保持性能稳定,不会出现高温软化、高寒脆化现象。
3、阻燃性――阻燃型采光板氧指数≤30%,达到国家二级阻燃标准。
玻璃钢的知识一、“玻璃钢”的由来据考古学家从出土文物来看,勤劳智慧的华夏祖先在春秋战国时期就以麻、线、漆、竹、木等材料,制作戈、矛等及长兵器的杆、弓、漆器等制品,这是最早的复合材料。
1956年,当时任职重工业部副部长、后任建材工业部部长的赖际发同志赴前苏联考查玻璃钢(俄文称玻璃钢是”玻璃塑料”,而当时中文里没相应的词),想到此材料里有玻璃强度又高,故称其为“玻璃钢”。
港台同胞、国际友人的同行现在也都知道,中国的玻璃钢就是---FRP(Fiber Glass Reinforced Plastics---玻璃纤维增强塑料)我们新中国的纤维增强树脂基复合材料工业始于1985年,发展历程可分为两个阶段:在1978年中共11届三中全会以前致力于国防军工;此后,发展人民生活所需的玻璃钢工业,生产日益社会化。
二、“玻璃钢”的用途(一)玻璃纤维增强塑料也称树脂复合材料(Resin Matrix Composite),是目前技术比较成熟且应用最为广泛的一类复合材料。
这种复合材料是用短切的或连续纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体,经复合而成。
以玻璃纤维作为增强树脂基复合材料在世界范围内已形成了产业。
树脂基复合材料于一九三二年在美国出现,一九四零年以手糊成型制成了玻璃纤维增强聚酯的军用飞机雷达罩,其后不久,美国来特空军发展中心设计制造了一架以玻璃纤维增强树脂为机身和机翼的飞机,并于一九四四年三月来特伯特空军基地试飞成功。
从此,纤维增强复合材料开始受到军界和工程界的注意。
第二次世界大战以后这种材料迅速扩展到民用,风靡一时,发展很快。
一九四六年纤维缠绕技术在美国出现,为纤维缠绕压力容器的制造提供了技术储备。
一九四九年研究成功玻璃纤维预混料,并成功制造了表面光洁、尺寸、形状准确的复合材料模压件。
一九五零年真空袋和压力袋成型工艺研究成功,并制成直升机的螺旋桨。
六十年代,美国利用纤维缠绕技术,制造出北极星、土星等大型固体火箭发动机的壳体,为航天技术开辟了轻质高强结构的最佳途径。
概述玻璃纤维(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。
材料简介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。
玻纤增强聚丙烯的优缺点和工艺玻纤增强PP是在原有纯PP的基础上,加入玻璃纤维和其它助剂,从而提高材料的使用范围。
一般的来说,大部分的玻纤增强材料多用在产品的结构零件上,是一种结构工程材料。
优点:1、玻纤增强以后,玻纤是耐高温材料,因此,增强塑料的耐热温度比不加玻纤以前提高很多。
2、玻纤增强以后,由于玻纤的加入,限制了塑料的高分子链间的相互移动,因此,增强塑料的收缩率下降很多,刚性也大大提高。
3、玻纤增强以后,增强塑料不会应力开裂,同时,塑料的抗冲性能提高很多。
4、玻纤增强以后,玻纤是高强度材料,从而也大提了塑料的强度,如:拉伸强度,压缩强度,弯曲强度,提高很多。
5、玻纤增强以后,由于玻纤和其它助剂的加入,增强塑料的燃烧性能下降很多,阻燃变得困难。
缺点:1、玻纤增强以后,由于玻纤的加入,不加玻纤前是透明,都会变成不透明的。
2、玻纤增强以后,塑胶的韧性降低,而脆性增加。
3、玻纤增强以后,由于玻纤的加入,所有材料的熔融粘度增大,流动性较差,注塑压力比不加玻纤的要增加很多。
4、玻纤增强以后,由于玻纤的加入,流动性差,增强塑料的注塑温度要比不加玻纤以前提高10°C—30°C。
5、玻纤增强以后,由于玻纤和助剂的加入,增强塑料的吸湿性能大加强,原来纯塑料不吸水的也会变得吸水,因此,注塑时都要进烘干。
6、玻纤增强以后,在注塑过程中,玻纤能进入塑料制品的表面,使得制品表面变得很粗糙,斑斑点点。
为了取得较高的表面质量,最好注塑时使用模温机加热模具,使得塑料高分子进入制品表面,但不能达到纯塑料的外观质量。
7、玻纤增强以后,玻纤是硬度很高的材料,助剂高温挥发后是腐蚀性很大的气体,对注塑机的螺杆和注塑模具的磨损和腐蚀很大,因此,生产使用这类材料的模具和注塑机时,要注意设备的表面防腐处理和表面硬度处理。
玻纤增强PP产品工艺1、从产品性能方面考虑,所有的玻纤增强产品均要求剪碎后的玻纤有一定的长度,一般在0.4-0.8nm之间,才能起到増强作用玻纤过短,只有填充的作用,而浪费其增强性能玻纤过长,玻纤与物料之间的界面结合不好,会影响其增强效果,会导致产品的表面过于粗糙,不够光滑,表面性能不好。
增强剂增强剂是一种增加塑料制品力学性能的材料,一般增强剂主要是纤维类材料,常用的是玻璃纤维、碳纤维、石墨纤维等。
塑料中添加了各种纤维类材料后,各种力学性能,尤其是拉伸强度、冲击强度会很快提高,这种改性是塑料的增强改性。
还有一种是提高塑料的韧性,提高制品的冲击强度,一般采用橡胶弹性体,如PP为了提高其韧性冲击强度,常在其中添加POE 和三元乙丙共聚橡胶,为了提高PP同POE和EPOM弹性体的亲和性,可以添加马来酸酐接技PP作为相容剂,如PP-G-MAH,上海日之升科技发展有限公司生产这种相容剂。
一、玻璃纤维玻璃纤维按原料组成可分为:无碱玻纤(E型),指其碱金属氧化物含量在2%以下;低碱玻纤,碱金属氧化物在6%~12%;无碱无硼玻纤,指三氧化二硼只占10%左右;特种玻纤是由纯镁、铝、硅三种元素组成的高强度玻纤;石英玻纤指SiO2含量在99.95%;耐化学玻纤是由镁、铝、硅、钙元素组成;含铅玻纤指玻纤中含有铅等。
玻纤组成不同,强度也不同,直径为5μm的无碱玻纤和中碱玻纤,其强度可分别达到2000MPa和1600MPa。
玻纤愈细,其拉伸强度越大,当玻纤细度相同时,在一定范围内,其长度越短,拉伸强度越大,例如直径为13μm时长度分别为5mm、20mm、90mm,而强度分别为1500MPa、1200MPa和760MPa。
二、碳纤维碳纤维是将有机纤维在惰性环境中碳化、煅烧而成。
其原料有沥青、聚丙烯腈、人造丝、芳香族聚酰胺、聚乙烯醇等。
根据原料不同选用不同的制法,制得的碳纤维性能也不相同。
碳纤维具有高温稳定性能,可分为低弹性模量、中弹性模量、高弹性模量几种等级。
碳纤维按结构可分为石墨纤维和无定型纤维。
石墨基本上是由碳组成。
石墨晶体高度定向排列,碳原子层与纤维轴平行,有较高的模量和良好的导电性和热传导性。
无定形碳纤维中,碳的重量占一半以上,纤维中没有能形成较长的点向结构的石墨结晶,而是由结构比较紊乱的微细颗粒组成。
郑州大学毕业设计(论文)题目:玻纤增强聚丙烯成型工艺的研究The Research of molding process of Glass MatReinforced Polypropylene指导教师:陈金周职称:教授牛明军职称:高级工程师学生姓名:曹黎明学号:20072630101专业:包装工程院(系):材料科学与工程学院完成时间:2011年6月1日2011年6 月1 日摘要玻璃纤维毡增强聚丙烯复合纤维材料剪裁性好,可用低压力模塑迅速成型为均质的结构,热塑性纤维分布紧密且均匀,玻璃纤维能得到非常迅速的浸渍和浸透,用它制作的产品的玻纤含量可达20%-45%(质量分数)之间,可采用各种成型工艺,例如模压、拉挤、真空模压等。
本文采用模压成型工艺,主要是探索玻纤毡和聚丙烯片材的成型工艺。
将聚丙烯片材和玻璃纤维毡交替叠合在一起,然后在一适当的压力下将其成型为玻纤毡增强聚丙烯复合板材,这种板材具有韧性高、使用温度高、可回收利用、质轻、力学性能优异等特点,具有较好的社会效益和经济效益。
最后制得的板材其玻纤含量大约为30%左右,其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度相对聚丙烯均有一定程度的增强。
关键词:玻璃纤维毡;聚丙烯;复合材料;增强材料;模压成型IAbstractThe cut of glass mat reinforced polypropylene composite fiber is good and can be quickly formed into a homogeneous structure by molding at a low-pressure. The glass fiber can be impregnated and saturated very quickly, the distribution of the thermoplastic fiber is compact and uniform. The glass fiber content of the products can be up to 20%~45%. The products can be made by a variety of molding processes, such as molding, pultrusion, vacuum molding and so on.We used compression molding in this paper, and mainly explore the glass fiber mat and polypropylene sheets molding process. The polypropylene sheets and glass mat were laminated alternately, and then compress them into a board at a suitable pressure. The boards have high toughness, can be used at high temperature, recyclable, light weight, excellent mechanical properties and other characteristics. So the boards have better social and economic benefits. In this paper, the glass fiber content of the board is about 30%, and it show more excellent mechanical properties and other characterstics.Key words: Glass mat; Polypropylene; Composite materials; Reinforcements; Molding;II目录摘要 (I)Abstract (II)1.前言 (1)1.1 国内外研究现状 (1)1.2 GMT材料的性能特点 (3)1.2.1 比强度高 (3)1.2.2 可回收利用 (3)1.2.3 成型加工简单,生产效率高 (3)1.2.4 成本低 (3)1.2.5 抗冲击性能好 (4)1.2.6 贮存周期长 (4)1.3 GMT材料的市场需求及应用 (4)1.3.1 GMT材料在汽车工业中的应用 (4)1.3.2 GMT材料在其包装上的应用 (5)1.3.3 GMT材料在其他工业的应用 (6)1.4 GMT材料的发展趋势 (6)2.实验过程 (7)2.1 实验原料和设备 (7)2.2 实验步骤 (7)2.2.1 聚丙烯片材的制备 (7)2.2.2 玻纤增强聚丙烯板材的制备 (8)2.2.3 片材的预热 (8)2.2.4 模具温度控制系统 (8)2.2.5 保压时间 (9)2.2.6 合模压力 (9)2.3 性能测试 (9)3.实验结果与讨论 (10)3.1 制备复合板材的一些方法探索和讨论 (10)3.1.1从市场上购买的聚丙烯片材和玻纤毡的复合 (10)3.1.2自制聚丙烯片材和玻纤毡的复合 (10)3.1.3利用钢板来压制玻纤增强聚丙烯复合板材 (10)3.1.4利用热炼机来制备玻纤增强聚丙烯复合板材 (11)3.2 结果与讨论 (11)4.实验结论 (13)III参考文献 (14)附件1:.......................................................................................................错误!未定义书签。
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)。
玻纤增强聚丙烯的优缺点和工艺玻纤增强PP是在原有纯PP的基础上,加入玻璃纤维和其它助剂,从而提高材料的使用范围。
一般的来说,大部分的玻纤增强材料多用在产品的结构零件上,是一种结构工程材料。
优点:1. 玻纤增强以后,玻纤是耐高温材料,因此,增强塑料的耐热温度比不加玻纤以前提高很多。
2. 玻纤增强以后,由于玻纤的加入,限制了塑料的高分子链间的相互移动,因此,增强塑料的收缩率下降很多,刚性也大大提高。
3。
玻纤增强以后,增强塑料不会应力开裂,同时,塑料的抗冲性能提高很多。
4。
玻纤增强以后,玻纤是高强度材料,从而也大提了塑料的强度,如:拉伸强度,压缩强度,弯曲强度,提高很多。
5.玻纤增强以后,由于玻纤和其它助剂的加入,增强塑料的燃烧性能下降很多,阻燃变得困难.缺点:1。
玻纤增强以后,由于玻纤的加入,不加玻纤前是透明,都会变成不透明的。
2 .玻纤增强以后,塑料的韧性降低,而脆性增加。
3 。
玻纤增强以后,由于玻纤的加入,所有材料的熔融粘度增大,流动性变差,注塑压力比不加玻纤的要增加很多。
4 。
玻纤增强以后,由于玻纤的加入,流动性差,增强塑料的注塑温度要比不加玻纤以前提高10℃-30℃。
5 。
玻纤增强以后,由于玻纤和助剂的加入,增强塑料的吸湿性能大加强,原来纯塑料不吸水的也会变得吸水,因此,注塑时都要进烘干。
6. 玻纤增强以后,在注塑过程中,玻纤能进入塑料制品的表面,使得制品表面变得很粗糙,斑斑点点。
为了取得较高的表面质量,最好注塑时使用模温机加热模具,使得塑料高分子进入制品表面,但不能达到纯塑料的外观质量.7 .玻纤增强以后,玻纤是硬度很高的材料,助剂高温挥发后是腐蚀性很大的气体,对注塑机的螺杆和注塑模具的磨损和腐蚀很大,因此,生产使用这类材料的模具和注塑机时,要注意设备的表面防腐处理和表面硬度处理。
玻纤增强PP产品工艺1. 从产品性能方面考虑,所有的玻纤增强产品均要求剪碎后的玻纤有一定的长度,一般在0。
4—0。
玻纤增强聚丙烯的优缺点和工艺玻纤增强PP是在原有纯PP的基础上,加入玻璃纤维和其它助剂,从而提高材料的使用范围。
一般的来说,大部分的玻纤增强材料多用在产品的结构零件上,是一种结构工程材料。
优点:1. 玻纤增强以后,玻纤是耐高温材料,因此,增强塑料的耐热温度比不加玻纤以前提高很多。
2. 玻纤增强以后,由于玻纤的加入,限制了塑料的高分子链间的相互移动,因此,增强塑料的收缩率下降很多,刚性也大大提高。
3. 玻纤增强以后,增强塑料不会应力开裂,同时,塑料的抗冲性能提高很多。
4. 玻纤增强以后,玻纤是高强度材料,从而也大提了塑料的强度,如:拉伸强度,压缩强度,弯曲强度,提高很多。
5.玻纤增强以后,由于玻纤和其它助剂的加入,增强塑料的燃烧性能下降很多.缺点:1. 玻纤增强以后,由于玻纤的加入,不加玻纤前是透明,都会变成不透明的。
2 .玻纤增强以后,塑料的韧性降低,而脆性增加。
3 .玻纤增强以后,由于玻纤的加入,所有材料的熔融粘度增大,流动性变差,注塑压力比不加玻纤的要增加很多。
4 .玻纤增强以后,由于玻纤的加入,流动性差,增强塑料的注塑温度要比不加玻纤以前提高10℃-30℃。
5 .玻纤增强以后,由于玻纤和助剂的加入,增强塑料的吸湿性能大加强,原来纯塑料不吸水的也会变得吸水,因此,注塑时都要进烘干。
6. 玻纤增强以后,在注塑过程中,玻纤能进入塑料制品的表面,使得制品表面变得很粗糙,斑斑点点。
为了取得较高的表面质量,最好注塑时使用模温机加热模具,使得塑料高分子进入制品表面,但不能达到纯塑料的外观质量。
7 .玻纤增强以后,玻纤是硬度很高的材料,助剂高温挥发后是腐蚀性很大的气体,对注塑机的螺杆和注塑模具的磨损和腐蚀很大,因此,生产使用这类材料的模具和注塑机时,要注意设备的表面防腐处理和表面硬度处理。
玻纤增强PP产品工艺1. 从产品性能方面考虑,所有的玻纤增强产品均要求剪碎后的玻纤有一定的长度,一般在0.4-0.8mm之间,才能起到增强作用:玻纤过短,只有填充的作用,而浪费其增强性能;玻纤过长,玻纤与物料之间的界面结合不好,会影响其增强效果,会导致产品的表面过于粗糙,不够光滑,表面性能不好。
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( Fiber Reinforced Plastics)
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。
(4) 热性能好:FRP导电率低,室温下为1.25~1.67KJ只
有金属的1/100~1/1000是优良的绝热材料。在瞬间超高热情
况下,是理想的热保护和耐烧蚀材料。
(5) 可设计性好:可根据需求充分选择材料来满足产品的
性能和结构等要求。
(6) 工艺性能优良:可以根据产品的形状来选择成型工艺
且工艺简单可以一次成型。
2.缺点:
(1)弹性模量低:FRP的弹性模量比木材的大2倍但比钢
才小10倍,因此在产品结构中常感到刚性不足,容易变形。
解决的方法,可以做成薄壳结构;夹层结构也可以通过高模
量纤维或加强筋形式来弥补。
(2)长期耐温性差:一般FRP不能在高温下长期使用,通
用聚酯树脂的FRP在50度以上强度就会明显下降。
(3)老化现象:在紫外线;风沙雨雪;化学介质;机械应
力等作用下容易导致性能下降。
(4) 层间剪切强度低:层间剪切强度是靠树脂来承担的,
所以较低。可以通过选择工艺,使用偶联剂等 方法来提高
层间粘结力,在产品设计时尽量避免使层间受剪。
五.FRP的原料
1. 不饱和聚酯树脂:是热固性树脂中最常用的一种。它是由
饱和二元酸;不饱和二元酸和二元醇缩聚而成的线性聚合
物,经过交联单体或活性溶剂形成的具有一定粘度的液体。
常用热固性树脂主要有不饱和聚酯树脂(间苯型。邻苯型;
双酚A型);乙烯基树脂;环氧树脂。它的相对分子量大多
在1000~~3000范围内,没有明显的熔点,它能溶于单体具
有相同结构的有机溶剂中。
2.增强材料:FRP中玻璃纤维是制品中主要的增强材料。
玻璃纤维的单丝的直径从几个微M到二十几个微M不等,
相当于人头发的1/20~~1/5,每束纤维原丝有数百到数千根单
丝组成。
玻璃纤维:毡;布;束;毡和布的混合物。
毡:表面毡和连续毡。规格有380克/平方M,450,600,300,900.
布:规格有580克/平方M,810克/平方M,宽度1M,2.4M,
长度50M,80M,100M。
3.助剂:
(1)引发剂(固化剂):指在聚合反应中能使单体分子或线
性分子链中含有双键的低分子活化而成为游离基并进行连
锁反应的物质。引发剂按化学组成和结构分类为a.有机过氧
化合物类 b.偶氮化合物 c. 复合引发剂
(2)促进剂:一般为异锌酸钴,在固化过程中能降低引发
温度,促使有机过氧化物在室温下产生游离基的物质。
(3)消泡剂:主要能加速消除反应中产生的气泡。
六.FRP的成型方法
1. FRP的成型方法可基本分为湿法接触成型和干法接触成
型两大类。
2.按工艺特点来分类可以分为:
(1)手糊成型法(HLU)
(2) 喷射成型法(SU)
(3)树脂传递成型法(TRM)
(4)冷压成型(CP)
(5)金属对模模塑法(MMD)
(6)纤维缠绕成型法(FW)
(7)拉挤成型法(PULT)
(8) 真空袋法(VB)
(9)热压法(AC)
SMC(工艺名称):片状模塑料。
BMC:团状模塑料。
七.FRP产品的质量控制:
人,机,料,法,环五个环节控制。
1.成品外观: 8. 剪切实验:
2.硬度(巴氏硬度):9. 吸水性:
3.拉伸强度:10. 弯曲强度:
4.弹性模量:11. 耐候性实验:
5.抗冲击强度: 12. 凝胶实验:2~35分钟
6.压缩性实验:
7.柔韧性实验:
八.FRP的原料采购须知
1.化学品安全技术说明书:又称《物料安全数据表》简写
为MSDS是化学品生产和销售企业按法律要求向客户提供
的有关化学品特征的一份综合性法律文件。它提供化学品的
理化参数;燃爆性能;对健康的危害;安全使用贮存;泄漏
处置;急救措施以及有关法律规定等十六项内容。
2.MSDS获取的渠道:
(1)直接向供货商索要
(2)进入MSDS数据库查询
(3)通过第三方专业机构编制
(4)网上比较专业的MSDS数据库下载
3.MSDS的作用:
(1)提供有关化学品的危害信息,保护化学品的使用者。
(2)确保安全操作,为制定危险化学品安全操作规程提供
信息。
(3)提供有助于紧急救助和事故应急处理的技术信息。
(4)指导化学品的安全生产;安全流通和安全使用。
(5)是化学品登记经管的重要基础和信息来源。
4.我国化学品MSDS的内容
根据GB15258—2009《 化学品安全技术说明编写规定》 我
国化学品的MSDS的内容分为:
(1)化学品及企业标识
(2)成份/ 组成信息
(3)危险性概述
(4)急救措施
(5)消防措施
(6)泄露应急处理
(7)操作处置与储存
(8)理化特性
(9)接触控制/ 个体防护
(10)稳定性及反应性
(11)毒理学资料
(12)生态学资料
(13)废弃处理
(14)运输信息
(15)法规信息
(16)其它信息
FRP的配比式:纤维布的重量/纤维毡加上纤维布的总重量
等于25~60%
玻璃钢产品不可降解,处理方式为铺路和沉入深海底。
九:FPR的安全生产:
按照生产安全法进行生产。
安全生产的内容:
生产的三不伤害:1.不伤害自己,2.不伤害他人,3.不被他
人伤害。
安全生产评估的三要素:机械,物质和环境。
安全检查的三要素:一看,二问,三检测。
安全注意:
1. 防火。
固化过程有凝胶阶段:2~35分钟,固化阶段:30分钟~2
小时,熟化阶段:72小时~几个月。
废料用沙掩埋。
火灾种类:A类:固体物质火灾。
B类:液体或可熔化的固体物。
C类:气体火灾。
D类:金属火灾。
E类:带点火灾。
不同的火灾种类要用不同的灭火装置。灭火器一般每15M
放置1个。
灭火方法:窒息灭火,冷却灭火,隔离灭火。
2. 防电伤害。
3. 有害气体伤害。
4. 粉尘伤害。
5. 机械伤害。(防护用品应齐全)。