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玻璃鋼(一)概況2歷史1

玻璃鋼FRP(FiberReinforcedPlastics)即纖維強化塑料,一般指用玻璃纖維增強不飽和聚脂、環氧樹脂與酚醛樹脂基體。據中國不飽和樹脂網(www.upr-e.cn)專家介紹,以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料,稱謂為玻璃纖維增強塑料或稱玻璃鋼。由于所使用的樹脂品種不同,因此有聚酯玻璃鋼、環氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。玻璃鋼學名玻璃纖維增強塑料。它是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強材料,以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。復合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求,需要由兩種或兩種以上材料復合在一起,組成另一種能滿足要求的材料,即復合材料。例如單一種玻璃纖維雖然強度很高,但纖維間是松散的只能承受拉力,不能承受彎曲、剪切和壓應力,還不易做成固定的幾何形狀、是松軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起,可以做成各種具有固定形狀的堅硬制品,既能承受拉應力,又可承受彎曲、壓縮和剪切應力。這就組成了玻璃纖維增強的塑料基復合材料。由于其強度相當于鋼材又含有玻璃組分,也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能,象玻璃那樣——形成了通俗易懂名稱“玻璃鋼”。隨著我國玻璃鋼事業的發展,新型纖維制成的增強塑料,是一些高性能纖維增強復合材料,再用玻璃鋼這個俗稱就無法概括了?紤]到歷史的由來和發展,通常采用玻璃鋼復合材料,這樣一個名稱就較全面了。


    (二)歷史
    玻璃鋼學名纖維增強塑料(FRP)樹脂基復合材料(ResinMatrixComposite),是目前技術比較成熟且應用最為廣泛的一類復合材料。這種材料是用短切的或連續纖維,及其織物增強熱固性,或熱塑性樹脂基體經復合而成。以玻璃纖維作為增強相的樹脂基復合材料,在世界范圍內已形成了產業,在我國俗稱玻璃鋼。玻璃鋼于1932年在美國出現,1940年以手糊成型制成了,玻璃纖維增強聚酯的軍用飛機的雷達罩,其后不久美國萊特空軍發展中心,設計制造了一架以玻璃纖維增強樹脂,為機身和機翼的飛機,并于1944年3月在萊特-帕特空軍基地試飛成功。從此纖維增強復合材料開始受到軍界和工程界的注意。據中國不飽和樹脂網(www.upr-e.cn)專家介紹,第二次世界大戰以后,這種材料迅速擴展到民用,風靡一時、發展很快。1946年纖維纏繞成型技術在美國出現,為纖維纏繞壓力容器的制造提供了技術貯備。1949年研究成功玻璃纖維預混料并制出了表面光潔,尺寸、形狀準確的玻璃鋼模壓件。1950年真空袋和壓力袋成型工藝研究成功,并制成直升飛機的螺旋槳。60年代在美國利用纖維纏繞技術,制造出北極星、土星等大型固體火箭發動機的殼體,為航天技術開辟了輕質高強結構的最佳途徑。
    在此期間,玻璃纖維-聚酯樹脂噴射成型技術得到了應用,使手糊工藝的質量和生產效率大為提高。1961年片狀模塑料(SheetMoldingCompound,簡稱SMC)在法國問世,利用這種技術可制出大幅面表面光潔,尺寸、形狀穩定的制品,如汽車、船的殼體以及衛生潔具等大型制件,從而更擴大了樹脂基玻璃鋼的應用領域。1963年前后在美、法、日等國,先后開發了高產量、大幅寬、連續生產的玻璃纖維復合材料板材生產線,使玻璃鋼制品形成了規;a。據中國不飽和樹脂網(www.upr-e.cn)專家介紹,拉擠成型工藝的研究始于50年代,60年代中期實現了連續化生產,在70年代拉擠技術又有了重大的突破,近年來發展更快。除圓棒狀制品外,還能生產管、箱形、槽形、工字形等復雜截面的型材,并還有環向纏繞纖維以增加型材的側向強度。上前拉擠工藝生產的制品斷面,可達76cm×20cm。
    在70年代樹脂反應注射成型(ReactionInjectionMolding,簡稱RIM),和增強樹脂反應注射成型(ReinforcedReactionInjectionMolding,簡稱RRIM)兩種技術研究成功,進一步改善了手糊工藝、使產品兩面光潔,現已大量用于衛生潔具和汽車的零件生產。1972年美國PPG公司研究成功,熱塑性片狀模型料成型技術,1975年投入生產。這種復合材料最大特點是,改變了熱固性基體復合材料,生產周期長、廢料不能回收問題,并能充分利用塑料加工的技術和設備,因而發展得很快。據中國不飽和樹脂網(www.upr-e.cn)專家介紹,制造管狀構件的工藝除纏繞成型外,80年代又發展了離心澆鑄成型法,英國曾使用這種工藝生產10m長的,復合材料電線桿、大口徑受外壓的管道等。從上述可知新生產工藝的不斷出現,推動著聚合物復合材料工業的發展。




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