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玻璃鋼的優(yōu)缺點(diǎn)與生產(chǎn)工藝

2018-01-22 02:44:19  5845 次瀏覽

優(yōu)點(diǎn)

根據(jù)《中國(guó)玻璃鋼行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告前瞻》統(tǒng)計(jì),玻璃鋼的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面:

圖片不存在輕質(zhì)高強(qiáng)

玻璃鋼相對(duì)密度在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可是拉伸強(qiáng)度卻接近,甚

至超過(guò)碳素鋼,而比強(qiáng)度可以與高級(jí)合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中,都具有成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到400Mpa以上。

耐腐蝕性

FRP是良好的耐腐材料,對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個(gè)方面,正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。

電性能好

是優(yōu)良的絕緣材料,用來(lái)制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過(guò)性良好,已廣泛用于雷達(dá)天線罩。

耐熱性能

FRP熱導(dǎo)率低,室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時(shí)超高溫情況下,是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料,能保護(hù)宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。

可設(shè)計(jì)性

①可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,來(lái)滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的整體性。

②可以充分選擇材料來(lái)滿足產(chǎn)品的性能,如:可以設(shè)計(jì)出耐腐的,耐瞬時(shí)高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強(qiáng)度的、介電性好的,等等。

工藝優(yōu)良

①可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來(lái)靈活地選擇成型工藝。

②工藝簡(jiǎn)單,可以一次成型,經(jīng)濟(jì)效果突出,尤其對(duì)形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品,更突出它的工藝優(yōu)越性。

缺點(diǎn)

彈性模量低

FRP的彈性模量比木材大兩倍,但比鋼(E=2.1×106)小10倍,因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足,容易變形。

可以做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu),也可通過(guò)高模量纖維或者做加強(qiáng)筋等形式來(lái)彌補(bǔ)。

長(zhǎng)期耐溫性差

一般FRP不能在高溫下長(zhǎng)期使用,通用聚酯FRP在50℃以上強(qiáng)度就明顯下降,一般只在100℃以下使用;通用型環(huán)氧FRP在60℃以上,強(qiáng)度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹(shù)脂,使長(zhǎng)期工作溫度在200~300℃是可能的。

老化現(xiàn)象

老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷,F(xiàn)RP也不例外,在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。

層間剪切強(qiáng)度低

層間剪切強(qiáng)度是靠樹(shù)脂來(lái)承擔(dān)的,所以很低。可以通過(guò)選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來(lái)提高層間粘結(jié)力,主要的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),盡量避免使層間受剪。

生產(chǎn)方法

基本上分兩大類,即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點(diǎn)來(lái)分,有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊法、袋壓法、噴射法、濕糊低壓法和無(wú)模手糊法。

目前世界上使用多的成型方法有以下四種。

①手糊法:主要使用國(guó)家有挪威、日本、英國(guó)、丹麥等。

②噴射法:主要使用國(guó)家有瑞典、美國(guó)、挪威等。

③模壓法:主要使用國(guó)家有德國(guó)等。

④RTM法(樹(shù)脂傳遞模塑):主要使用國(guó)家有歐美各國(guó)、日本。

還有:纖維纏繞成型法 拉擠成型法 和 熱壓灌成型法 等等

我國(guó)有90%以上的FRP產(chǎn)品是手糊法生產(chǎn)的,其他有模壓法、纏繞法、層壓法等(見(jiàn)第十一章)。日本的手糊法仍占50%。從世界各國(guó)來(lái)看,手糊法仍占相當(dāng)比重,說(shuō)明它仍有生命力。手糊法的特點(diǎn)是用濕態(tài)樹(shù)脂成型,設(shè)備簡(jiǎn)單,費(fèi)用少,一次能糊10m以上的整體產(chǎn)品。缺點(diǎn)是機(jī)械化程度低,生產(chǎn)周期長(zhǎng),質(zhì)量不穩(wěn)定。近年來(lái),我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了擠拉、噴涂、纏繞等工藝設(shè)備,隨著FRP工業(yè)的發(fā)展,新的工藝方法將會(huì)不斷出現(xiàn)。

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