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玻璃钢一概况3发展8玻璃钢一概况3发展8薛凯琪

蒙自农业网 2022-09-03 16:17:14

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玻璃钢FRP(FiberReinforcedPlastics)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、酚醛玻璃钢之称玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。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。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材料复合在一起,组成另一种能满足要求的材料,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——形成了通俗易懂名称“玻璃钢”。随着我国玻璃钢事业的发展,新型纤维制成的增强塑料,是一些高性能纤维增强复合材料,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,通常采用玻璃钢复合材料,这样一个名称就较全面了。

从上表看出TWintex的物理机械性能,远远超出GMT——就抗冲击性能而言,它甚至超过了聚酯玻璃钢的抗冲性能。目前Twintex业已投入工业化生产。除了玻璃纤维的TWintCX之外,碳纤维与有机纤维的混合纤维也在开发之中。增强热塑性塑料拉挤工艺,在最近几年也取得了一定的突破。由于热塑性塑料在熔融态粘度很高,很难浸透玻璃纤维以实现纤维与树脂的牢固粘结,因此增强热塑性塑料拉挤,多年来没有能获得广泛应用。最近美国道化学公司采用一种工程热塑料聚氨酯,与玻纤经过拉挤制成强度、韧性、抗损伤性能,均很优良的型材。这种聚氨酯在加热熔融状态分子量降低导致粘度很低,极易浸透玻璃纤维,而当冷却固化时分子量,又重新恢复到原始状态,从而既使拉挤工艺易于进行,又保证了最终产品的性能。其拉挤速度可达到热固性塑料拉挤速度的10倍。这种拉挤型材与聚酯玻璃钢拉挤型材机械性能对比见下。

玻纤聚氨酯拉挤型材玻纤聚酯拉挤型材——抗弯强度MPa1000990;断裂伸长率%2.51.3;横向搞弯强度MPa15169。这种拉挤型材还可以用金属对模压工艺进行后加工,如将杆状型材加工成各种弯曲甚至弹簧形状。道化学公司认为这种新型复合材料,不仅可与聚酯玻璃钢竞争,更重要的是它将大大延伸复合材料的领域。

3)在热固性玻璃钢技术方面,近年来由于环保的要求日趋严格,苯乙烯散发严重的敞模模塑工艺,如手糊及喷射成型受到越来越大的压力,闭模模塑工艺特别是RTM,及各种在RTM基础上改进的工艺方法,正在逐渐取代敞模工艺。RTMI艺是将增强材料铺放在,上下模具中泵入树脂,为了改进树脂对纤维的浸透,及适应制造大尺寸玻璃钢制品的需求,在RTM的基础上开发了真空辅助的RTM工艺,一方面籍助压力使树脂强制通过增强材料层,而在玻纤层合材料的另一面,则藉助真空泵形成的真空,增加树脂对纤维的浸透作用,目前有多种改进的RTM工艺,而尤以所谓的SCWP工艺最为著名,它不用树脂注射而是全部采用,真空的办法使树脂流过纤维。

按照这种工艺层合的增强材料,铺放在刚性的模具底部、表面上覆盖真空织物袋,这种真空袋的内侧设有许多使树脂分流的渠道,在模具的一端接上真空泵,在真空作用下催化的树脂,从模具中心通过真空袋下面的分流渠道,均匀流过纤维增强层,从而达到树脂与纤维结合为一体。在抽真空的过程中,增强材料上面覆盖的真空袋,会压缩纤维使其致密。这种真空袋是用PTEE涂覆的硅橡胶制成,可反复使用,该工艺适合用于不饱和聚酯、环氧及乙烯基酯树脂。该工艺可以用于制造轻质、大尺寸的结构材料,其成本也较低。最为重要的是由于它是闭模模塑,苯乙烯在树脂与纤维融合过程中,已通过化学反应而基本上消耗殆尽,散发到环境中的苯乙烯浓度不到10PPM,大大改善了环境。

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