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玻璃钢的化学成分
来源:泰州市海川电气制造有限公司 | 发布时间:2011-11-8 | 浏览次数:

  玻璃钢的化学成分主管QQ91642--玻璃钢学名纤维增强塑料,俗称FRP(Fiber Reinforced Plastics),即纤维增强复合塑料。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。纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。

  纤维(或晶须)的直径很小,一般在10μm以下,缺陷较少又较小,断裂应变约为千分之三十以内,是脆性材料,易损伤、断裂和受到腐蚀。基体相对于纤维来说,强度、模量都要低很多,但可以经受住大的应变,往往具有粘弹性和弹塑性,是韧性材料。

  玻璃钢硬度高,比钢材轻得多。喷气式飞机上用它作油箱和管道,可减轻飞机的重量。登上月球的宇航员们,他们身上背着的微型氧气瓶,也是用玻璃钢制成的。

  玻璃钢加工容易,不锈不烂,不需油漆。我国已广泛采用玻璃钢制造各种小型汽艇、救生艇、游艇,以及汽车制造业等,节约了不少钢材。

  你看过撑杆跳高比赛吗?那真是一种力量与艺术的完美结合。只见运动员双手紧握撑杆,先是疾速飞跑,当跑到横杆前时,撑杆触地,借着助跑的一股冲力,身体腾空而起,如矫健的雄鹰,掠过横杆,轻轻落在泡沫软垫上。显然,在这一过程中,撑杆起到了决定性的作用。你看那撑杆先是弯曲,而且弯的弧度非常大,然后挺直,将运动员弹向空中。这细长、神奇的撑杆,它柔中带刚,又富有弹性,比竹杆强韧,较钢棒轻巧,真可谓“刚柔相济”。它是用什么材料做的呢?

  现在世界上绝大多数撑杆跳高运动员所用的撑杆,都是用玻璃钢做的。但玻璃钢是怎样一种材料?它是怎样诞生的?玻璃钢是钢吗?玻璃钢里有玻璃成分吗?

  玻璃钢诞生于本世纪40年代。那时,正值第二次世界大战。战争需要大量的武器装备,迅速发展的军事工业对材料提出了越来越高的要求。例如,制造飞机的材料要求密度小而强度高;制造潜艇的材料,既要耐海水腐蚀,又要能防磁,以避开鱼雷的袭击。同一种零件要求同时具有好几种优异的性能,有时这些性能看起来是相互矛盾而不能兼有的。显然,这样的要求是任何一种单一材料所无法满足的。于是,人们设法把两种或两种以上的材料结合起来,让它们取长补短,相得益彰,制成兼有几种优良性能的新材料,这就是复合材料。

  虽然“复合”的思想可以追溯到久远的古代,但用到人工材料的复合材料则直到本世纪上半叶才出现。先是1907年世界上第一家人工合成酚醛树脂厂建立,接着一大批人工合成树脂,如脲醛树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等热固性树脂相继出现。树脂材料容易成形,比重小,耐磨,耐腐蚀,但它们脆性较大。于是人们用天然纤维与之复合,产生了最初的含有人工材料的复合材料。其中天然纤维称为增强材料,人工合成树脂称为基体材料。如在无线电通信设备和军事器械中常用的“电木”,就是用木粉、布、纸或其他纤维作为增强材料,经浸渍酚醛树脂层压而成的复合材料。

  1938年,人们制成了玻璃纤维。到二次大战,出于军事的需要,在“比铝轻,比钢强”的要求下,人们把玻璃纤维作为增强材料,以一类热固性树脂作为基体材料,复合成了现在所称的“玻璃钢”,用于制造飞机零件。从此以后,人工复合材料便一发而不可收,成了当前材料技术的一个主要发展方向。

  你别望文生义,以为“玻璃钢”是钢的一种。钢是金属材料,是由铁和碳这两种基本元素组成的合金。玻璃钢中没有金属元素,更不是铁碳合金,它是一种复合材料。之所以称它为“玻璃钢”,是因为它具有钢一般的刚强性格,真可谓“不是钢,胜似钢”。

  玻璃钢同一切复合材料一样,由两部分材料组成。一部分称为增强材料,在复合材料中起骨架作用;另一部分称为基体材料,在复合材料中起粘结作用。

  玻璃钢中的增强材料就是玻璃纤维。玻璃纤维是由熔融的玻璃拉成或吹成的无机纤维材料,其主要化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。制成的纤维有长丝、短丝及絮状物,直径一般为3~80微米,最粗也只有头发丝那样粗细。直径为10微米的玻璃纤维,抗拉强度为3600兆帕,相当于在每平方毫米的截面积上能承受360千克的拉力而不断。这种强度比高强度钢还高出2倍。

  我们知道,玻璃是很脆的,不小心掉到地上,“啪”的一声便粉身碎骨。为什么拉成玻璃纤维后会有如此高的强度呢?大块玻璃强度不高,是因为其内部存在许多微裂缝、气孔和夹杂物等。如果把大块玻璃比作一块布满小洞的破布,把玻璃制成玻璃纤维就相当于把这块破布撕成许多细小的布条。我们知道,把破布随意撕成布条时总是在有洞的地方撕开,这样,撕下来的布条上小洞就减少了,就变得比破布还结实。玻璃纤维比一般玻璃强度高,甚至比钢还高,道理就在于此。

  玻璃钢中的增强材料就是玻璃纤维。玻璃纤维是由熔融的玻璃拉成或吹成的无机纤维材料,其主要化学成分为二氧化硅、氧化铝、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。制成的纤维有长丝、短丝及絮状物,直径一般为3~80微米,最粗也只有头发丝那样粗细。直径为10微米的玻璃纤维,抗拉强度为3600兆帕,相当于在每平方毫米的截面积上能承受360千克的拉力而不断。这种强度比高强度钢还高出2倍。

 
 
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