玻璃鋼的基本性能詳解

1、玻璃鋼的基本性能詳解玻璃鋼具有密度小，良好的介電絕緣性能和良好的隔熱性能以及吸水性、熱膨脹性能等。一、密度：玻璃鋼密度介于1.52.0之間，只有普通碳鋼的1/41/5，比輕金屬鋁還要輕1/3左右，而機(jī)械強(qiáng)度卻很高，某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。例如某些環(huán)氧玻璃鋼，其拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)復(fù)均達(dá)到400MPa以上。按比強(qiáng)度計(jì)算，玻璃鋼不僅大大超過普通碳鋼，而且可達(dá)到和超過某些特殊合金鋼的水平。玻璃鋼與幾種金屬的密度、抗伸強(qiáng)度和比強(qiáng)度比較見表2-6所示.表2-6材料名密度拉伸強(qiáng)度（MPa）P比強(qiáng)度高級(jí)合金鋼8.012801160A3鋼7.8540050LY12鋁合金2.8420160鑄鐵7.424

2、032環(huán)氧玻璃鋼1.73"500280聚酯玻璃鋼1.8290160酚醛玻璃鋼1.8290160*比強(qiáng)度：即單位密度下的拉伸強(qiáng)度，也就是材料的抗拉強(qiáng)度與密度之比，用以說明其輕質(zhì)高強(qiáng)的程度.二、電性能：玻璃鋼有優(yōu)良的電絕緣性能，可作為儀表、電機(jī)及電器中的絕緣零部件，在高頻作用下仍然保持良好的介電性能。在絕緣材料中，用玻璃纖維布代替紙及棉布，可提高絕緣材料的絕緣等級(jí)，在用相同樹脂的情況下，至少能提高一個(gè)等級(jí)。玻璃鋼占絕緣材料用量的1/31/2,。在一些大型電機(jī)中，如12.5萬KW電機(jī)，要用幾百千克玻璃鋼作絕緣材料。此外玻璃鋼不受電磁影響，而且有良好的透微波性能.F表幾種玻璃鋼的介電性能:玻

3、璃鋼種類介電常數(shù)介電損失角正切,苯玻璃鋼3.54.0(3.55.0)*10-3DAP玻璃鋼4.04.8(0.9105)*10-2聚丁二烯玻璃鋼3.54.0(4.55.5)*10-3307聚酯玻璃鋼4.04.8(0.91.5)*10-36101環(huán)氧玻璃鋼4.75.2(1.72.5)*10-2三、熱性能玻璃鋼有良好的熱性能，它的比熱大，是金屬的23倍，導(dǎo)熱系數(shù)比較低，只是金屬材料的1/1001/1000。止匕外，某些品種玻璃鋼的耐瞬時(shí)高溫性能也十分突出，如酚醛型高硅氧布玻璃鋼，在遇極高溫度時(shí)，產(chǎn)生碳化層，可有效地保護(hù)火箭、導(dǎo)彈及宇宙飛船在穿過大氣層時(shí)需要承受的500010000K高溫及高速氣流的作

4、用表2-8列出了幾種材料的熱性能材料比熱KJ(KgK)導(dǎo)熱系數(shù)W/(m.K)線膨脹系數(shù)a105/C聚酯澆鑄體0.170.17613鐵0.4675.61.2鋁0.922222.4木材1.380.090.190.080.16玻璃鋼1.260.400.76由表2-8可以看出，玻璃鋼具有良好的熱絕緣性能，這是金屬材料無法比擬的四、耐老化性能任何材料都存在老化問題，玻璃鋼也不例外，只是速度和程度不同而已。玻璃鋼在大氣曝曬、濕熱、水浸泡及腐蝕介質(zhì)等作用下，性能有所下降，在長期使用過程中會(huì)使光澤減退、顏色變化、樹脂脫落、纖維裸露、分層等現(xiàn)象。但隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，人們可以采取必要的防老化措施，改善使用性能，提

5、高產(chǎn)品的使用壽命。例如玻璃鋼放在哈爾濱地區(qū)進(jìn)行自然老化試驗(yàn)，板材拉伸強(qiáng)度下降最少，小于20%彎曲強(qiáng)度次之，一般不超過30%;壓縮強(qiáng)度下降最多，波動(dòng)也最大，股為25%-30%o見下表所示力學(xué)性能玻璃鋼種類原始強(qiáng)度(MPa)10年后強(qiáng)度10年后強(qiáng)度力學(xué)性能玻璃鋼種類原始強(qiáng)度(MPa)保留強(qiáng)度(MPa)強(qiáng)度卜.降率(%)拉伸強(qiáng)度環(huán)氧290.77244.2216聚酯293.21228.7322變曲強(qiáng)度環(huán)氧330.06260.6821聚酯292.04224.9123壓縮強(qiáng)度二環(huán)氧216.58160.2326聚酯199.43139.6530變曲模量J環(huán)氧1.73*1041.11*10436聚酯1.59*1

6、041.02*10436止匕外，室外風(fēng)、雨及陽光曝曬，會(huì)使玻璃鋼表層樹脂脫落，應(yīng)注意定期維護(hù)。五、長期耐溫性及耐燃性玻璃鋼的耐溫性及耐燃性取決于所用的樹脂，長期的使用溫度不能超過樹脂的熱變形溫度。通用的環(huán)氧及聚酯玻璃鋼，都是易燃的，對于有防火要求的結(jié)構(gòu)物，要用阻燃樹脂或加阻燃劑，因此在使用玻璃鋼時(shí)，應(yīng)充分注意。一般玻璃鋼不能在高溫下長期使用。如聚酯玻璃鋼在40c45c以上，環(huán)氧玻璃鋼在60c以上，強(qiáng)度開始下降。近年來出現(xiàn)了一些耐高溫的玻璃鋼。如脂環(huán)族環(huán)氧玻璃鋼，聚酰亞胺玻璃鋼等，但長期工作溫度也只能在200-300C以內(nèi)，遠(yuǎn)較金屬的長期使用溫度為低。綜上所述五個(gè)方面的物理性能，可見玻璃鋼和金屬

7、、陶瓷等材料不同，因此在使用上要發(fā)揮其長處，注意合理使用。例如，玻璃鋼低溫性能好，強(qiáng)度不下降，因此北方冬季雖然室外氣溫降到一45C50c，可玻璃鋼并不發(fā)脆。一般冷卻塔、防雨棚等室外構(gòu)筑物，在北方冬季里使用仍很安全。相反，玻璃鋼在高溫環(huán)境下要用專門的樹脂和配方，例如在100c長期使用，就要采用耐高溫配方，用專門的工藝條件成型才行、否則玻璃鋼在長期*""%以上持續(xù)工作，就會(huì)遭到破壞。玻璃鋼的基本性能-化學(xué)性能玻璃鋼主要的化學(xué)性能就是它有突出的耐腐蝕性。它不僅不會(huì)象金屬材料那樣生銹腐蝕；同時(shí)，也不會(huì)象木材那樣腐爛，而且?guī)缀醪槐凰?、油等介質(zhì)所侵蝕，可以代替不銹鋼在化工廠中用來制造貯

8、罐、管道、泵、閥等，不僅使用壽命長，而且不需采取防腐、防銹或防蟲蛀等防護(hù)措施，減少了維降費(fèi)用。玻璃鋼在耐腐蝕方面的應(yīng)用是很廣泛的，國外一些主要工業(yè)國家，玻璃鋼用作耐腐制品方面都在13%Z上，其用量有逐年增高趨勢。國內(nèi)用量也不少，大都用作金屬設(shè)備的襯里，以保護(hù)金屬。玻璃鋼的耐腐蝕性，主要取決于樹脂，作為玻璃鋼用的樹脂，其耐腐蝕性是好的，但單純的用樹脂涂覆在金屬表面上，會(huì)出現(xiàn)較嚴(yán)重的龜裂裂縫，起不到防滲漏和保護(hù)金屬的作用。在樹脂中添加一定量的玻璃纖維后，將樹脂中出現(xiàn)較嚴(yán)重龜裂的可能性轉(zhuǎn)化為數(shù)量眾多的微小裂縫，而這些小裂縫形成一個(gè)貫串裂縫的機(jī)率是很小的，而相互間還有止裂作用，這樣可以阻止化學(xué)溶液介質(zhì)

9、的滲透腐蝕。玻璃鋼不僅對多種低濃度的酸、堿、鹽介質(zhì)及溶劑有較好的穩(wěn)定性，而且有抗大氣、海水和微生物作用的良好性能。不過，對于不同的腐蝕性介質(zhì)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉渲筒ＡЮw維及其制品。關(guān)于玻璃鋼防腐，近幾年來應(yīng)用越來越普遍，顯示了防腐投資少，使用壽命長，節(jié)約大量不銹鋼材等方面的優(yōu)越性，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效果。通常把玻璃鋼放在不同腐蝕介質(zhì)中，稱量其質(zhì)量的變化，來評(píng)定耐腐蝕性能好壞。質(zhì)量變化小，耐腐蝕性能好；質(zhì)量變化大，耐腐蝕性能就差卜表列出幾種玻璃鋼在不同濃度的酸堿溶液中的質(zhì)量變比及強(qiáng)度保留率介質(zhì)介質(zhì)濃度期齡307聚酯玻璃鋼丁苯玻璃鋼吠喃一環(huán)氧玻璃鋼634環(huán)氧193聚酯玻璃鋼DAP玻璃鋼197聚酯玻璃鋼

10、聚丁二烯玻璃鋼氫氧化鈉5.2%366-5.426+0.5091+0.7122+10.85+1.023+9744+0.531氫氧化鈉29.2%366-17.21+0.103-0.49+12.07+2.301+0.522+0.174氫氧化鈉48.3%386-8.85-1.432-1.28-0.604+8.34-1.84-1.78硫酸5.6%365+0.472-0.155+4.74-0.0371-0.012-0.212硫酸28.8%365+5.855+1.199+17.38+0.032+1.795+1.217+4.338硫酸48.3%365+1.565+0.115+6.193+0.321+0.434

11、+0.339+0.428鹽酸4.7%365-0.6762-3.350+3.987+0.044-0.7414-2.083鹽酸15.2%365-6.254-6.74+0.7428+3.878-8.371-7.211聚酯玻璃鋼在酸堿等介質(zhì)中彎曲強(qiáng)度保留率（）樹脂牌號(hào)191#189#196#197#198#199#原始強(qiáng)度（MPa）259267278295337290氫氧化鋼5%8.755.9612.1020.306.2427.10氫氧化鋼30%22.60硫酸5%50.655.545.543.447.069.8硫酸30%58.545.138.640.064.5鹽酸5%70.555.368.546.84

12、9.269.8鹽酸30%50.645.245.039.728.171.0匚硝酸5%69.850.359.556.252.275.0硝酸30%5740.25339.636.664.6苯21.924.42128.855.288變壓器油81.57475.166.569.484.8汽油85.575.774.879.674.089.6*浸泡時(shí)間為一年.環(huán)氧樹脂復(fù)合材料是由環(huán)氧樹脂基體和增強(qiáng)材料（纖維及其織物）通過二者之間的界面復(fù)合而成的低壓成型材料。按其用途大體上可分為：結(jié)構(gòu)復(fù)合材料、功能復(fù)合材料和通用型復(fù)合材料。結(jié)構(gòu)復(fù)合材料著重千力學(xué)性能的復(fù)合、主要用于承力構(gòu)件并兼具一定的耐熱、耐濕等使用性能；功能復(fù)

13、合材料著眼于功能性的復(fù)合，但也需要有一定的力學(xué)性能。環(huán)氧功能復(fù)合材料主要用做耐腐蝕材料、透波材料等；通用型環(huán)氧復(fù)合材料主要用于受力不很大的、對其他性能要求不是很高的一般構(gòu)件。環(huán)氧結(jié)構(gòu)復(fù)合材料由于承載大，因此其增強(qiáng)材料通常采用連續(xù)長纖維（如碳纖維、芳綸纖維、高強(qiáng)玻璃纖維等）按受力設(shè)計(jì)定向定量鋪設(shè)。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會(huì)專家介紹，功能復(fù)合材料和通用復(fù)合材料由于對力學(xué)性能要求不是很高，因此為了便于制造和降低成本，多采用玻璃布和氈等作增強(qiáng)材料。統(tǒng)稱為環(huán)氧玻璃鋼。環(huán)氧玻璃鋼由于對力學(xué)性能的要求不是很高，一般不做詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可根據(jù)載荷大小并參照設(shè)定含膠量下的玻璃鋼標(biāo)準(zhǔn)試樣的強(qiáng)度，估算出所需玻璃鋼的厚度，即可求出玻璃布的數(shù)量。或依據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)來確定。玻璃鋼采用的基體樹脂大部分是不飽和聚酯樹脂。這是由于它上午價(jià)格低、工藝性好、其他性能尚可。只有在聚酯玻璃鋼不能滿足使用要求時(shí)，才采用環(huán)氧玻璃鋼。也就是說，環(huán)氧玻璃鋼只用于使用性能要求高的場合，如承力的貯液罐、槽車等。復(fù)合材料的成型方法很多。由于環(huán)氧玻璃鋼只用作高性能制品，因此有些成型方法在環(huán)氧復(fù)合材料中很少采用。環(huán)氧復(fù)合材料的成型方法主要有：裱糊法（濕法）主要用于環(huán)氧玻璃鋼的成型；鋪層法（干法）主要用于高性能環(huán)氧結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的成型；纏