玻璃钢是什么材料组成的？
发布时间：2020-06-20 00:11:40
发布人：septic tank
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根据FRP的材料特点，常用的制造工艺主要有缠绕成型、拉挤成型、成型和手糊成型。
玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)，又称GFRP，是一种纤维增强塑料。一般是指以玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂和酚醛树脂为基体，以玻璃纤维或其制品为增强材料的增强塑料。它被称为玻璃纤维增强塑料，或FRP，这是不同于钢化玻璃。
由于使用的树脂类型不同，有聚酯玻璃纤维、环氧玻璃纤维和酚醛玻璃纤维。又轻又硬，不导电，性能稳定，机械强度高，回收少，耐腐蚀。可代替钢材制造机械零件、汽车、船壳等。
FRP的学名是纤维增强塑料，俗称FRP (fiber enhanced plastics)，是一种纤维增强复合塑料。根据使用的纤维种类，可分为玻璃纤维增强复合塑料(GFRP)、碳纤维增强复合塑料(CFRP)、硼纤维增强复合塑料等。是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、胶带、毡、纱等)为增强材料，合成树脂为基体材料的一种复合材料。纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。纤维的直径(或晶须)很小,通常低于10μm,缺陷是越来越小。断裂应变约为30 / 1000。它是脆性材料，容易损坏、断裂和腐蚀。与纤维相比，基体的强度和模量要低得多，但它能承受大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是一种延性材料。
复合材料的概念是指一种材料不能符合使用要求，需要将两种或两种以上的材料组合在一起，形成另一种能够符合人们需求的材料，即复合材料。例如，单一类型的玻璃纤维，虽然强度高，但纤维之间是松散的，只能承受拉伸力，不能承受弯曲、剪切和压缩应力，而且不容易做出固定的几何形状。如果用合成树脂粘接在一起，可以制成不同形状固定的硬质制品，既能承受拉应力，又能承受弯曲、压缩和剪切应力。这构成了一种玻璃纤维增强塑料基复合材料。由于其强度相当于钢和含有玻璃成分，它还具有玻璃的颜色、形状、耐腐蚀性、电气绝缘、隔热等性能。该术语是1958年原建材工业部部长赖际发提出的，从建筑材料体系扩展。玻璃纤维的含义是指以玻璃纤维为增强材料，合成树脂为粘结剂的增强塑料，国外称为玻璃纤维增强塑料。随着我国玻璃钢工业的发展，玻璃钢作为塑料基体的增强材料，已从玻璃纤维扩展到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维、碳化硅纤维等。这些新纤维制成的增强塑料是一些性能高的纤维增强复合材料，不能用FRP的俗称来概括。从历史的起源和发展来看，FRP复合材料是常用的材料。
根据FRP的材料特点，常用的制造工艺主要有缠绕成型、拉挤成型、成型和手糊成型。
上图所示：玻璃钢生产缠绕设备
一、纤维缠绕成型：
①能够按产品的受力状况设计缠绕规律，使能充分发挥纤维的强度；
②比强度高：一般来讲，纤维缠绕压力容器与同体积、同压力的钢质容器相比，重量可减轻40～60%；
③稳定性高：纤维缠绕制品易实现机械化和自动化生产，工艺条件确定后，缠出来的产品质量稳定；
④生产效率高：采用机械化或自动化生产，需要操作工人少，缠绕速度快（240m/min），故劳动生产率高；
⑤成本低：在同一产品上，可合理配选若干种材料（包括树脂、纤维和内衬），使其再复合；
上图所示：玻璃钢拉挤生产设备
二、拉挤成型：
拉挤成型的工艺过程可分为浸渗、成型、固化/冷却三个步骤。与其他复合材料生产相比，其主要优点如下:
1、原材料利用率高
与传统的铺管工艺相比，拉挤工艺不需要对片材或预浸料进行切割，而是直接使用原丝和预浸带进行生产。除型材两端有一小部分需要切割外(切割长度取决于初始牵引纤维的长度和固化模具的长度)，生产过程不产生其他废料。
2、它可以产生复杂的结构轮廓
在工程领域有适合型材生产的缠绕和织造。由于工作原理的限制，上述两种只能产生单腔的简单截面剖面，纵向配筋纤维布置相对困难。
3、生产效率高:
拉挤工艺是一条自动或半自动生产线，具有“成型”和“固化”两种功能，可实现连续生产。拉挤速度可达每分钟10米。
4、优良的品质
通过自动化设备，可以在生产过程中对型材牵引力、纵向预紧力、缠绕/织造预紧力、模具温度分布、树脂注射压力、拉挤速度等工艺参数进行控制，从而符合整体质量的均匀性和可控性。另外，该型材在固化过程中被外模覆盖，固化后的型材整体尺寸公差小，表面质量高。
5、 高的灵活性
拉挤工艺通过使用不同的纤维材料和基材配比(如超模量单向纤维或多轴向纤维、热固性树脂或热塑性树脂等)，可以根据不同的需要生产出适用范围不同的产品。
6、强扩展/复制
通过使用相同的模具，工艺参数和原材料，我们可以扩大生产线或复制到其他地区具有相同的质量。没有经验的工人或高成本的高压釜设备，可以生产大批量高质量的型材。
上图所示：玻璃钢模压生产设备
三、模压成型：
模压成型工艺是利用树脂固化反应各阶段的特点来实现产品成型，即模压材料塑化、模腔的流动和填充、树脂固化。在用成型材料填充型腔的过程中，树脂流动，固化材料也随之流动。因此，成型工艺的成型压力高于其他工艺，属于高压成型。因此，不仅需要能控制压力的液压机，还需要强度高、精度高金属模具。
1、原材料损耗小，避免造成过大的损耗(通常为产品质量的2% - 5%)。
2、产品内应力很低，翘曲变形也很小，力学性能相对稳定。
3.模具型腔磨损小，模具维修费用低。
4、模具设备成本低，模具结构简单，制造成本通常低于注塑模具或转移模。
5、可形成大而平的产品。可以模压的产品尺寸只取决于现有的成型机的锁模力和模板的尺寸。
6、产品收缩率小，重复性好。
7、该模具具有空腔可以放置在一个给定的模板与高生产率。
9、可适应自动上料、自动出料。
10、生产效率高，易于实现生产的自动化。
11、产品尺寸精度高，重复性好。
12、表面光洁。
13、它可以形成复杂结构的产品。
14、量产，价格相对低廉。
上图所示：玻璃钢手糊
四、模压成型：
手糊成型，又称手糊成型和接触成型，是指在涂有脱模剂的模具上手工操作，即铺加增强材料(如玻璃布、粗纱方格布、玻璃毡等增强材料)和刷涂树脂(一般为树脂:复合树脂主要为环氧树脂和不饱和聚酯树脂)直到塑料制品的要求厚度确定，通过固化和脱模得到塑料制品的成型过程。手糊法是生产增强塑料制品的成型工艺之一。
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