玻璃钢的材质说明

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纤维增强环氧树脂复合材料（玻璃钢）成型工艺及应用

一、前言

相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大战以来发展

很快。尽管产量小（据法国Vetrotex公司统计，2003年全球复合材料达700万

吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。

美、日、西欧水平较高。北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%，以中

国（含台湾省）、日本为主的亚洲占30%。中国大陆2003年玻班纤维增强塑料（玻

璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”）逾90万吨，已居世界第二位

（美国2003年为169万吨，日本不足70万吨）。

复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成：

增强材料：在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能，如玻

璃钢中的玻璃纤维，CFRP（碳纤维增强塑料）中的碳纤维素就是增强材料。

基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢（GRP）中的树脂（本文谈

到的环氧树脂）就是基体。

按基体材料不同，复合材料可分为三大类：

树脂复合材料

金属基复合材料

无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合材料。

环氧树脂基复合材料的优点：

1、为什么采用环氧树脂做基体？

1）固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%；

2）粘结力强；

3）有B阶段，有利于生产工艺；

4）可低压固化，挥发份甚低；

5）固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。

6）值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯树

脂为佳，然耐酸性差；固化后一般较脆，韧性较差。

2、环氧玻璃钢性能（按ASTM）

以FW（纤维缠绕）法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。

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表1 GF/EPR与钢的性能比较 (准确性值得商榷，请参看相关资料)

玻

项 目

量

AISI1008

GF/EPR（玻纤含项 目

冷轧钢

量80wt%）

燃

相对密度/V

拉伸强度

拉伸模量

伸长率

弯曲强度

弯曲模量

压缩强度

悬臂梁冲击强

2385J/m

度

/

2.08

551.6MPa

27.58GPa

1.6%

699.5MPa

34.48GPa

310.3MPa

7.86

331.0MPa

206.7GPa

37.0%

/

/

331.0MPa

烧性

V-O

535J/kg•k

4.0×10-6k-1

/

233J/kg•k

6.7×10-6k-1

璃含玻量

AISI1008

GF/EPR（玻纤含

冷轧钢

量80wt%）

璃含

（UL-94）

比热容

膨胀系数

热变形温度 204ºC (1.82MPa) /

热导率

介电强度

吸水率

1.85W/m•k

11.8×106V/m

0.5%(24h)

33.7W/m•k

/

/

表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量(准确性值得商榷，请参看相关

资料)

材料名称

钢

铝

钛

玻璃钢

碳纤维/环氧

树脂

碳纤维/环氧

树脂

芳纶纤维/环

氧树脂

密

g/cm3

7.8

2.8

4.5

2.0

1.45

度拉伸强度弹性模量比

×104MPa

10.10

4.61

9.41

10.40

14.71

×106MPa

20.59

7.35

11.18

3.92

13.73

强度比模量

×106cm

0.13

0.17

0.21

0.53

/

×109cm

0.27

0.26

0.25

0.21

/

1.6 10.49 23.54 / /

1.4 13.73 7.85 / /

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