玻璃钢(玻璃钢指的是什么)

指南 0 533

玻璃钢(玻璃钢指的是什么)

简介

玻璃钢(全称GFRP,常用FRP),即树脂基玻璃纤维增强热固性塑料,一般是指以不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂为基体,以玻璃纤维及玻璃纤维制品做增强材料的热固性塑料。树脂基玻璃纤维增强热固性塑料作为一种新型的复合材料具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能而强度相当于钢材,所以中国建材行业奠基人原国家建筑材料工业部部长赖际发同志于1958年提出了“玻璃钢”这个通俗易懂的名称。玻璃钢与传统碳钢、不锈钢、有色金属等钢材相比具有质轻高强、耐腐蚀性能好、绝缘性能好、隔热性能好、可设计性能好、工艺性能好等优点,从而在越来越多的特定环境中取代传统钢材在航天、航空、军工、船舶、电力、交通、建筑、医药、生物、化工、钢铁等行业中应用。

发展历程

在国际上上世纪三四十年代玻璃纤维、酚醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂相继问世,为玻璃钢行业 发展打下了物质基础,这一时期玻璃钢雷达罩、玻璃钢飞机机体、直升机螺旋桨、玻璃钢火箭发动机壳体等在军工领域大放光彩,随后玻璃钢因其优异性能快速发展到民用领域。

我们玻璃钢行业起始于1958年,这一年在时任建筑材料工业部部长赖际发同志指导下成立了我国第一个玻璃钢研究小组,同年研发出第一块玻璃钢板材,开启了我国玻璃钢工业的摸索发展之路。同时期开始玻璃钢研究与产业布局:1960年设立北京二五一厂、1960年设立常州二五三厂(该厂于1966年引进不饱和聚酯树脂生产线)、1960年设立上海玻璃钢研究院(前身为上海玻璃钢研究所)、1960年成立哈尔滨玻璃钢研究院(前身为哈尔滨工程学院玻璃钢研究室)、1964年成立南京玻璃纤维研究设计院、1965年成立北京玻璃钢研究设计院(前身为北京玻璃钢研究所),从原材料、产品试制、性能测试、生产工艺及设备技术的研究研发体系初步建立,玻璃钢工业宏观研发生产布局框架基本完成。

从六十年代初期开始玻璃钢工业在航空、航天、船舶、电子、兵器、核工业等领域为我国国防现代化配套建设做出重大贡献,其中东风二号导弹壳体、东方红卫星玻璃钢喷管、长征火箭玻璃钢发动机壳体、雷达罩、玻璃钢航空气瓶等就是我国这一时期玻璃钢工业的重要成果。改革开放后我国玻璃钢工业建立了完整的原材料、产品研发测试体系,生产社会化,通过自主创新和吸收国际先进技术,各种工艺设备得到巨大发展,其中冷却塔、化工储罐、水箱、管道、体育器材及文娱用品等产品逐渐在经济建设及民生领域做出重大贡献。

材料性能

轻质高强

相对密度在1.5~2.0之间,只有碳钢的1/4~1/5,拉伸强度与碳素钢接近,甚至超过碳素钢,而强度可以与高级合金钢比肩。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。

耐腐蚀性能好

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。

绝缘性能好

是优良的绝缘材料,用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好的介电性。微波透过性良好,已广泛用于雷达天线罩。

隔热性能好

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2000℃以上承受高速气流的冲刷。

可设计性能好

(1)可以根据需要,灵活地设计出各种结构产品,来满足使用要求,可以使产品有很好的整体性。

(2)可以充分选择材料来满足产品的性能,如:可以设计出耐腐的,耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的,等等。

工艺性能好

(1)可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。

(2)工艺简单,可以一次成型,经济效果突出,尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品,更突出它的工艺优越性。

长期耐温性差

一般FRP不能在高温下长期使用,通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降,一般只在100℃以下使用;通用型环氧FRP在60℃以上,强度有明显下降。但可以选择耐高温树脂,使长期工作温度在200~300℃是可能的。

老化现象

老化现象是塑料的共同缺陷,FRP也不例外,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。

主要生产工艺及应用

手糊工艺: 拉挤工艺 缠绕工艺 模压工艺

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