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玻璃钢一概况3发展7玻璃钢一概况3发展7杨丹

时间:2022/10/28 05:38:08 编辑:

玻璃钢(一)概况3发展7,玻璃钢(一)概况3发展7

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。

在生产工艺方面多数增强热塑性塑料,是用玻纤短切原丝与树脂料粒,在双螺杆挤出机中挤出复合制成粒粒,然后再注射成形。这种工艺的缺点是玻纤原丝,在树脂充分塑化并将玻纤原丝包覆之前,玻纤原丝暴露于双螺杆机的剪切作用之下,纤维被切短。当注射成形时纤维还会被进一步损伤,故在最终制品中纤维长度很短,增强效果不理想。针对这一问题近年来开发出所谓长玻纤料粒,它是借用热塑性树脂拉挤技术,使连续玻纤无捻粗纱通过模头、粗纱被强制散开,使每根单丝都受到树脂包覆,然后经冷却短切成料粒。这种粒料在注射成形时,纤维处干熔融塑料包围之中,从而使纤维受注射螺杆的损伤降至最低,使得在最终制品中玻纤保持较长的长度,目前这种工艺被用在越来越多汽车制品的生产中。

增强热塑料的另一个发展是所谓的,玻璃毡增强热塑料即GMT,它是将连续玻璃纤维针刺毡,或连续原丝毡与熔融聚丙烯,或PET复合成片材,再将这种片材裁切成预定形状,经加热冲压成最终制品。由于它采用连续玻纤、机械强度高,目前这种GMT片材已广泛用于制造汽车工业的部件。属于GMT范畴的还有一种湿法成型的玻纤增强热塑料片材。它是将玻纤短切丝与塑料粒子(如聚丙烯料粒)在水中混合,利用助剂使塑料粒子悬浮在水中,将玻纤短切丝与塑料粒子形成的浆料,通过专用的纸机按成片材,经加热加压使塑料领熔后纤维与塑料熔成一体。这种片材与上述GMT一样可以用,加热冲压成型工艺制造各种制品。这种制品的外观好,可以用于制造汽车上的一些外观要求高的部件,其机械强度低于上述干法GMT片材制品。

增强热塑性塑料生产技术的最新进展是TWintex的出现,它是在玻纤拉丝的同时,用挤出机将树脂(如聚丙烯)通过模头形成有机纤维,两种纤维掺混排列在一起,形成一种混合无捻粗纱,在这种混合粗纱中,玻纤纱含量可达60~75%,这是一般增强热塑料所达不到的。这种无捻粗纱可以织成方格布或制成针刺织物,通过加热使有机纤维熔化成树脂基材,从而使玻璃纤维与树脂固结在一起,可以通过模压工艺将其制成模压制品,混合无捻粗纱也可以用拉挤工艺制成型材,用含玻纤60%的混杂无捻粗纱方格布模压出的制品,机械性能远胜于GMT制品。具体对比见以下数据:GMTTWintex-60;拉伸强度MPa95240;抗弯强度MPa150000300000;悬臂梁抗冲(缺口)KJ/m70220;玻纤含量4060。

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