玻璃纖維增強(qiáng)塑料的基礎(chǔ)知識(doc9頁)(正式版)

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1、玻璃纖維增強(qiáng)塑料（ FRP ）基礎(chǔ)知識 一．什么是復(fù)合材料 指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的才 料，通過某種技術(shù)方法結(jié)合組成另一種能夠滿足人們需求的 新材料，叫做復(fù)合材料。 二． 什么是玻璃纖維增強(qiáng)塑料 （ Fiber Reinforced Plastics ） 指用玻璃纖維增強(qiáng)，不飽和聚酯樹脂（或環(huán)氧樹脂；酚醛 樹脂） 為基體的復(fù)合材料， 稱為玻璃纖維增強(qiáng)塑料。 簡稱 FRP 由于其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材，又含有玻璃纖維且具有玻璃那樣的 色澤 ;形體和耐腐蝕；電絕緣；隔熱等性能，在我國被俗稱為 “玻璃鋼” 。這個名稱是原中國建筑材料工業(yè)部部長賴際發(fā) 在 195

2、8 年提出的一直延用至今。 三． FRP 的基本構(gòu)成 基體（樹脂） + 增強(qiáng)材料 +助劑 +顏料 +填料 1．基體（樹脂） ：環(huán)氧樹脂；酚醛樹脂；乙烯基樹脂；不飽 和聚酯樹脂；雙酚 A 等 2．增強(qiáng)材料（纖維） ：玻璃纖維；碳纖維；硼纖維；芳綸纖 維；氧化鋁纖維；碳化硅纖維；玄武巖纖維等。 3．助劑：引發(fā)劑（固化劑） ；促進(jìn)劑；消泡劑；分散劑；基 材潤濕劑；阻聚劑；觸邊劑；阻燃劑等。 4．顏料：氧化鐵紅；大紅粉 ；炭黑；酞青蘭；酞青綠等。 多數(shù)為色漿狀態(tài)。 5. 填料：重鈣；輕鈣；滑石粉（ 400 目以上） ；水泥等。 PVC ：聚氯乙烯，硬 PVC 和軟 PVC ，硬

3、 PVC 有毒。 PPR:聚丙烯。 PUR ：泡沫。 PRE:聚苯醍。 尼龍：聚酰胺纖維。 FRP 的發(fā)展過程：無法確定發(fā)明人。 4． FRP 材料的特點(diǎn)： 1．優(yōu)點(diǎn)： （1） 質(zhì)輕高強(qiáng)： FRP 的相對密度在 1.5~2.0之間，只有碳 鋼的 1/4~1/5 但是拉伸強(qiáng)度卻接近甚至超過碳素鋼，而強(qiáng)度 可以與高級合金鋼相比，被廣泛的應(yīng)用于航空航天；高壓容 器以及其他需要減輕自重的制品中。 （2） 2 ） 耐腐蝕性好： FRP 是良好的耐腐蝕材料，對于大氣； 水和一般濃度的酸堿；鹽及多種油類和溶劑都有較好的抵抗 力， 已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于化工防腐的各個方面。 正在取代碳鋼

4、 不銹鋼 ;木材；有色金屬等材料。 （3） 3 ） 電性能好： FRP 是優(yōu)良的絕緣材料， 用于制造絕緣體， 高頻下仍能保持良好的介電性，微波透過性良好，廣泛應(yīng)用 于雷達(dá)天線罩；微波通訊等行業(yè)。 （4） 熱性能好： FRP 導(dǎo)電率低，室溫下為 1.25~1.67KJ 只 有金屬的 1/100~1/1000 是優(yōu)良的絕熱材料。 在瞬間超高熱情 況下，是理想的熱保護(hù)和耐燒蝕材料。 （ 5 ） 可設(shè)計性好：可根據(jù)需求充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的 性能和結(jié)構(gòu)等要求。 （ 6 ） 工藝性能優(yōu)良：可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀來選擇成型工藝 且工藝簡單可以一次成型。 2．缺點(diǎn)： （ 1 ）彈性模

5、量低： FRP 的彈性模量比木材的大 2 倍但比鋼 才小 10 倍，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足，容易變形。 解決的方法，可以做成薄殼結(jié)構(gòu)；夾層結(jié)構(gòu)也可以通過高模 量纖維或加強(qiáng)筋形式來彌補(bǔ)。 （ 2 ）長期耐溫性差：一般 FRP 不能在高溫下長期使用，通 用聚酯樹脂的 FRP 在 50 度以上強(qiáng)度就會明顯下降。 （ 3）老化現(xiàn)象：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。 （ 4 ） 層間剪切強(qiáng)度低：層間剪切強(qiáng)度是靠樹脂來承擔(dān)的， 所以較低?？梢酝ㄟ^選擇工藝，使用偶聯(lián)劑等 方法來提高 層間粘結(jié)力，在產(chǎn)品設(shè)計時盡量避免使層間受剪。 5． FRP 的

6、原料 1. 不飽和聚酯樹脂： 是熱固性樹脂中最常用的一種。 它是由 飽和二元酸；不飽和二元酸和二元醇縮聚而成的線性聚合 物，經(jīng)過交聯(lián)單體或活性溶劑形成的具有一定粘度的液體。 常用熱固性樹脂主要有不飽和聚酯樹脂 （間苯型 ;鄰苯型； 雙 酚 A 型） ；乙烯基樹脂；環(huán)氧樹脂。它的相對分子量大多在 1000~~3000 范圍內(nèi)， 沒有明顯的熔點(diǎn)， 它能溶于單體具有相 同結(jié)構(gòu)的有機(jī)溶劑中。 2．增強(qiáng)材料： FRP 中玻璃纖維是制品中主要的增強(qiáng)材料。 玻璃纖維的單絲的直徑從幾個微米到二十幾個微米不等，相 當(dāng)于人頭發(fā)的 1/20~~1/5 ， 每束纖維原絲有數(shù)百到數(shù)千根單絲 組成。

7、 玻璃纖維：氈；布；束；氈和布的混合物。 氈： 表面氈和連續(xù)氈。 規(guī)格有 380 克/平方米， 450,600,300,900. 布：規(guī)格有 580 克/平方米， 810 克/平方米，寬度 1 米， 2.4 米，長度 50 米， 80 米， 100 米。 3．助劑： （ 1 ）引發(fā)劑（固化劑） ：指在聚合反應(yīng)中能使單體分子或線 性分子鏈中含有雙鍵的低分子活化而成為游離基并進(jìn)行連 鎖反應(yīng)的物質(zhì)。引發(fā)劑按化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)分類為 a.有機(jī)過氧 化合物類b.偶氮化合物c.復(fù)合引發(fā)劑 （ 2）促進(jìn)劑：一般為異鋅酸鈷，在固化過程中能降低引發(fā) 溫度，促使有機(jī)過氧化物在室溫下產(chǎn)生游離基的物

8、質(zhì)。 （ 3 ）消泡劑：主要能加速消除反應(yīng)中產(chǎn)生的氣泡。 6． FRP 的成型方法 1. FRP 的成型方法可基本分為濕法接觸成型和干法接觸成 型兩大類。 2．按工藝特點(diǎn)來分類可以分為： （ 1 ）手糊成型法（ HLU ） （ 2） 噴射成型法（ SU ） （3）樹脂傳遞成型法（ TRM ） （ 4 ）冷壓成型（ CP） （ 5 ）金屬對模模塑法（ MMD ） （ 6 ）纖維纏繞成型法（ FW ） （ 7 ）拉擠成型法（ PULT ） （ 8） 真空袋法（ VB ） （ 9）熱壓法（ AC ） SMC （工藝名稱） ：片狀模塑料。 BMC ：團(tuán)狀模塑料。 七

9、． FRP 產(chǎn)品的質(zhì)量控制： 人，機(jī)，料，法，環(huán)五個環(huán)節(jié)控制。 1．成品外觀： 2．硬度（巴氏硬度） 3．拉伸強(qiáng)度： 4．彈性模量： 5．抗沖擊強(qiáng)度： 6．壓縮性試驗(yàn)： 7．柔韌性試驗(yàn)： 8. 剪切試驗(yàn)： 9. 吸水性： 10. 彎曲強(qiáng)度： 11. 耐候性試驗(yàn)： 12. 凝膠試驗(yàn)： 2~35 分鐘 八． FRP 的原料采購須知 1．化學(xué)品安全技術(shù)說明書：又稱《物料安全數(shù)據(jù)表》簡寫 為 MSDS 是化學(xué)品生產(chǎn)和銷售企業(yè)按法律要求向客戶提供 的有關(guān)化學(xué)品特征的一份綜合性法律文件。它提供化學(xué)品的 理化參數(shù)；燃爆性能；對健康的危害；安全使用貯存；泄漏 處

10、置；急救措施以及有關(guān)法律規(guī)定等十六項(xiàng)內(nèi)容。 2． MSDS 獲取的渠道： （ 1 ）直接向供貨商索要 （ 2 ）進(jìn)入 MSDS 數(shù)據(jù)庫查詢 （ 3 ）通過第三方專業(yè)機(jī)構(gòu)編制 （ 4 ）網(wǎng)上比較專業(yè)的 MSDS 數(shù)據(jù)庫下載 3． MSDS 的作用： （ 1）提供有關(guān)化學(xué)品的危害信息，保護(hù)化學(xué)品的使用者。 （ 2）確保安全操作，為制定危險化學(xué)品安全操作規(guī)程提供 信息。 （ 3 ）提供有助于緊急救助和事故應(yīng)急處理的技術(shù)信息。 （ 4 ）指導(dǎo)化學(xué)品的安全生產(chǎn)；安全流通和安全使用。 （ 5 ）是化學(xué)品登記管理的重要基礎(chǔ)和信息來源。 4．我國化學(xué)品 MSDS 的內(nèi)容 根據(jù) GB

11、15258 — 2009《 化學(xué)品安全技術(shù)說明編寫規(guī)定》 我 國化學(xué)品的 MSDS 的內(nèi)容分為： （ 1 ）化學(xué)品及企業(yè)標(biāo)識 （ 2 ）成份 / 組成信息 （ 3 ）危險性概述 （ 4 ）急救措施 （ 5 ）消防措施 （ 6 ）泄露應(yīng)急處理 （ 7 ）操作處置與儲存 （ 8 ）理化特性 （ 9 ）接觸控制 / 個體防護(hù) （ 10 ）穩(wěn)定性及反應(yīng)性 （ 11）毒理學(xué)資料 （ 12 ）生態(tài)學(xué)資料 （ 13 ）廢棄處理 （ 14 ）運(yùn)輸信息 （ 15 ）法規(guī)信息 （ 16 ）其它信息 FRP 的配比式：纖維布的重量 /纖維氈加上纖維布的總重量 等于 25~60

12、％ 玻璃鋼產(chǎn)品不可降解，處理方式為鋪路和沉入深海底。 九：FPR的安全生產(chǎn)： 按照生產(chǎn)安全法進(jìn)行生產(chǎn)。 安全生產(chǎn)的內(nèi)容： 生產(chǎn)的三不傷害： 1. 不傷害自己， 2. 不傷害他人， 3. 不被他 人傷害。 安全生產(chǎn)評估的三要素：機(jī)械，物質(zhì)和環(huán)境。 安全檢查的三要素：一看，二問，三檢測。 安全注意： 1. 防火。 固化過程有凝膠階段： 2~35 分鐘，固化階段： 30 分鐘 ~2 小時，熟化階段： 72 小時 ~幾個月。 廢料用沙掩埋。 火災(zāi)種類： A 類：固體物質(zhì)火災(zāi)。 B 類：液體或可熔化的固體物。 C 類：氣體火災(zāi)。 D 類：金屬火災(zāi)。 E 類：帶點(diǎn)火災(zāi)

13、。 不同的火災(zāi)種類要用不同的滅火裝置。滅火器一般每 15 米放置 1 個。 滅火方法：窒息滅火，冷卻滅火，隔離滅火。 2. 防電傷害。 3. 有害氣體傷害。 4. 粉塵傷害。 5. 機(jī)械傷害。 （防護(hù)用品應(yīng)齊全） 。 6. 7. 人生最大的幸福，莫過于連一分鐘都無法休息 零碎的時間實(shí)在可以成就大事業(yè) 珍惜時間可以使生命變的更有價值 時間象奔騰澎湃的急湍，它一去無返，毫不流連 一個人越知道 時間的價值，就越感到失時的痛苦 得到時間，就是得到一切 用經(jīng)濟(jì)學(xué)的眼光來看，時間就是一種財富 時間一點(diǎn)一滴凋謝，猶如蠟燭漫漫燃盡 我總是感覺到時間的巨輪在我背后奔 馳，日益迫近 夜晚給老

14、人帶來平靜，給年輕人帶來希望 不浪費(fèi)時間，每時每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行為 時間乃是萬物中最寶貴的東西，但如果浪費(fèi)了，那就是最 大的浪費(fèi) 我的產(chǎn)業(yè)多么美，多么廣，多么寬，時間是我的財產(chǎn)，我的田地是時間 時間就是性命，無端的空耗別人的時間，知識是取之不盡，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它， 才能體會到學(xué)習(xí)的樂趣。 新想法常常瞬息即逝，必須集中精力，牢記在心，及時捕獲。 每天早晨睜開眼睛，深吸一口氣，給自己一個微笑，然后說： 在這美妙的一天，我又要獲得 多少知識??！ ” 不要為這個世界而驚嘆，要讓這個世界為你而驚嘆！ 如果說學(xué)習(xí)有捷徑可走，那也一定是勤奮。 學(xué)習(xí)猶如農(nóng)民耕作，汗水滋潤了種子，汗水澆灌了幼苗，沒有人瞬 間奉送給你一個豐收。 藏書再多，倘若不讀，只是一種癖好；讀書再多，倘若不用，只能成為空談。 學(xué)習(xí)好似一片沃土，只要辛勤耕耘，定會有累累的碩果；如若懶于勞作，當(dāng)別 人跳起豐收之舞時，你已是后悔莫及了。 不渴望能夠一躍千里，只希望每天能夠前進(jìn)一步，學(xué)習(xí)的成功與失敗原因是多方面的，要首先從自己身上找原因，才能受到鼓舞，找出努力 的方向 8. 9.