玻纤增强复合材料

玻纤增强ABS复合材料

金敏善，李贺，曲凤书，鲁建春

中国石油吉林石化公司研究院，吉林，132021, Email: sunnyjin327@https://www.wendangku.net/doc/6d18060015.html, 关键词：苯乙烯-丙烯腈-丁二烯三元共聚物玻璃纤维玻纤增强复合材料ABS是一种以聚丁二烯链为骨架的苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物与苯乙烯、丙烯腈共聚物共混而成的多相聚合物。ABS以其突出的综合性能如：良好的耐化学腐蚀性和加工流动性以及较高的表面硬度、耐热性、韧性、抗冲击性能和刚性已被广泛地用于制作各种机械、仪器设备的零部件，及电器、仪表的外壳上，但是，ABS较大的成型收缩率给其制品的加工和后组装带来了一定的难度。

玻纤增强复合材料，是以聚合物为基体，以玻纤为增强材料而制成的复合材料。它综合了塑料基体和玻纤的综合性能，已成为一种具有优越性能和广泛用途的工程材料。玻纤增强的复合材料还可以按纤维的长度分类，分为长纤维复合材料和短纤维复合材料。玻璃纤维按化学组分可分为无碱铝硼硅酸盐（简称无碱纤维）和有碱无硼硅酸盐（简称中碱纤维）。玻纤增强塑料具有比强度高、耐腐蚀、隔热、成型收缩率小等优点，此外利用玻纤增强可以使塑料材料的拉伸性能大幅度地提高[1～6]。本文以通用ABS树脂为基体，利用短切玻璃纤维（事先用硅烷偶联剂进行表面处理）对其进行共混改性，并对复合材料的各项性能与玻纤的含量，玻纤的长径比及螺杆挤出温度的关系进行较详细的研究和讨论。

ABS/玻纤复合材料的弯曲性能随高模量玻纤含量的增加而明显提高，而ABS/玻纤复合材料的缺口冲击性能随玻纤含量的增加而迅速降低。这是由于，随着玻纤含量的增加复合材料的缺陷也增多，从而导致材料的应力集中点大大增加，另一方面，当受到外力冲击时裂纹可以沿着玻纤迅速扩大，所以随着玻纤含量的增加复合材料的缺口冲击性能显著降低。此外，随着玻纤含量的增加，材料中能够吸收大量冲击能的橡胶粒子浓度也相对降低，所以材料的缺口冲击性能进一步降低（Fig.1.）。当玻纤含量达到30%时，复合材料的熔融指数由空白ABS 树脂的18（g/10min）下降到10（g/10min）以下（Fig.2.）。这是由于随着玻纤含量的增加，玻纤与玻纤之间，玻纤与高聚物分子之间，以及玻纤之间的高聚物分子之间的内摩擦阻力变大，导致聚合物的分子链之间的相对运动困难，所以在同

样的温度下与纯ABS树脂相比，ABS/玻纤复合材料具有相对较高的熔体粘度。

对复合材料的增强效果来说，玻纤的长径比是一个至关重要的影响因数。要使纤维能够充分发挥其增强作用，必须使基体树脂与纤维界面的剪切应力大于或等于纤维本身的拉伸屈服应力，为了满足这一条件纤维的长径比必须大于或等于一临界值[4]。在玻纤的直径已定的情况下可以通过改变挤出机螺杆的组合和转速来调节玻纤的长度，来达到控制玻纤长径比的目的。由Fig.3可以看出，在长径比为10～40范围内，ABS/玻纤复合材料的拉伸强度随玻纤长径比的增大而大幅提高，超过40以后趋于平稳，这说明在此共混体系中玻纤的临界长径比应为40左右。此外，ABS/玻纤复合材料的拉伸断裂伸长率随着玻纤长径比的提高而单调降低，所以，大长径比玻纤对提高复合材料的尺寸稳定性更加有效。

对ABS/玻纤复合材料来说，混合温度越高越有利于玻纤在ABS基体中的均匀分散，这样减少了由于无机填料分散不均而可能带来的材料缺陷，保证了共混材料的整体均一性，从而使其具有较好的机械性能。从Fig.4中可以看出ABS/玻纤复合材料的拉伸强度和弯曲强度都随着混合温度的提高而呈逐渐上升趋势，并且超过225℃后材料的力学性能趋于平稳，所以再提高螺杆挤出温度对提高材料的性能已没有实际意义，并且由于共混温度过热而导致ABS树脂基体的降解，从而造成材料的各项性能的降低和能耗的提高。

结论

玻纤的引入可以大幅度地提高ABS树脂的热变性温度、洛氏硬度、弯曲强度、拉伸强度的同时使材料的缺口冲击强度和断裂伸长率显著降低；玻纤的长径比也是影响ABS/玻纤复合材料性能的关键因数；共混挤出温度对ABS/玻纤复合材料的力学性能影响较大。

参考文献

1. 陈桂兰,赵尧森，刘光烨，罗伟东. 塑料加工应用，2002,24(1)： 44～47

2. 陈桂兰,刘法谦，罗伟东，刘光烨.塑料加工应用，2002,30(6).6～8

3. 陈桂兰，罗伟东，李荣勋，刘光烨. 工艺条件对玻纤增强ABS性能的影响.

工程塑料应用，2002,30(5)：16～18

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国塑料，2002,16(5)：30～33

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7. 田明，李齐方，张立群等.高分子材料科学与工程，2001,17(3)： 157～159

Fig.3. Effect of the Length-Diameter Ratio on the Tensile Strength and Fracture Strain of the composites. (Contents of fiber=20%)

contents of glass fibre, but the notched impact strength and elongation at break of the composites were decreased with the contents of glass fibre. In addition, it is notable that the influence of the length-diameter ratio and the crossblend extrusion temperature on the mechanical properties of the composites.

玻璃钢复合材料GFRP

玻璃钢复合材料 GFRP 在游艇船舶上的应用 在工业部门中，船舶是复合材料（composite material, 简称CM ）应用最多的领域之一。目前船舶中用量最大、范围最广的复合材料是玻璃纤维增强塑料，即玻璃钢（glass fiber reinforced plastics, 简称GFRP ）。 船用GFRP 具有下列优点： (1) 质轻、高强。 (2) 耐腐蚀，抗海生物附着。 (3) 无磁性。 (4) 介电性和微波穿透性好。 (5) 能吸收高能量，冲击韧性好。 (6) 导热系数低，隔热性好。 (7) 船体表面能达到镜面光滑，并可具有各种色彩。 (8) 可设计性好。 (9) 整体性好，船体无接缝和缝隙。 (10) 成型简便，批量生产性特别好。 (11) 维修保养方便，全寿命期的经济性能好。 由于GFRP 具有传统造船材料所无法比拟的优点，故倍受造船界的重视。经多年的开发应用，已成为一种重要的船用材料。但因其弹性模量低和受成型技术等的限制，尚不能建造太大的舰船，加之价格较贵，故在整个造船工业中的用量比钢材少。 自40 年代中期第一艘GFRP 船问世以来，世界各国相继开始研制各种GFRP 船舶，25 年间CM 船舶开发的业绩超过了钢质船舶近一个世纪的发展历程，尤其是美、英、日、意等国迄今仍保持强劲的势头。美国的GFRP 造船量居世界首位；日本1993 年GFRP 渔船的数量已超过32 万艘，GFRP 游艇则超过了20 万艘；据统计英国20 米以下的船有80 ％是采用GFRP 制造，而且还批量建造了世界上最大的GFRP 反水雷舰；意大利和瑞典也分别建成了各具特色的新颖硬壳式和夹层结构的大型GFRP 猎扫雷舰。中国从1958 年开始试制GFRP 船，迄今也已制造了数以万计的各种GFRP 船艇。下面对一些主要国家GFRP 船艇产品的研制和开发情况作一概述。 美国是使用CM 最早和最多的国家，40 年代初就宣告GFRP 研制成功。1946 年美国海军建成了长米的世界第一艘聚酯GFRP 艇，拉开了CM 造船的序幕。1954 年前

玻璃纤维复合材料的十大应用领域

玻璃纤维复合材料的十大应用领域 玻璃纤维（英文原名为：glassfiber或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。 一、船艇 玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点，被广泛用于制造游艇船体、甲板等。 二、电子电气

玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分： 1、电器罩壳：包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。 2、电器原件与电部件：如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。 3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。 三、风能

风能是无污染、可持续的能源之一，采用风能发电是开发新能源的一种途径。玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点，是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。 四、航空航天、军事国防 由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求，玻纤复合材料所具有的重量轻，强度高，耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。 复合材料在这些领域的应用如下： --小飞机机身 --直升机外壳和旋翼桨叶 --飞机次要结构部件（地板、门、座椅、辅助油箱） --飞机发动机零件

长玻纤增强PET复合材料的力学性能研究_姜润喜

长玻纤增强PET复合材料的力学性能研究y 姜润喜1,周洪梅2,韩克清2,王 恒1,余木火2 (1.中国石化仪征化纤股份有限公司技术中心,江苏仪征211900; 2.东华大学纤维材料国家重点实验室,上海200051) 摘要:采用自制的浸润装置,以PET浸渍长波纤,经切粒后得到长度为6mm的长纤维增强PET预浸料切片,经一定温度热处理,可得到长纤增强PET复合材料。研究了注塑样条中玻纤含量对其力学性能及玻纤长度分布的影响,并采用SE M观察了长玻纤增强PE T注塑样条的断面形貌。结果表明,复合材料力学性能随玻璃纤维含量的提高均有不同程度的提高,当玻纤的质量分数在40%~50%时,力学性能基本达到最佳,且由本方法制备的长玻纤增强PET复合材料的力学性能已达到并超过了国外同类产品的水平。 关键词:长玻璃纤维;PE T复合材料;力学性能 中图分类号:TQ323 4+1 文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2005)07-0017-03 S tudy on Mechanical Properties of Long Glass Fiber Reinforced PET Composite JIANG Run-xi1,ZHOU Hong-mei2,HAN Ke-qing2,W ANG Heng1,YU Mu-huo2 (1.Technical Center of Yizheng Chemical Fibre Co ,Ltd ,SINOPEC,Yizheng211900,China; 2.State Key Lab of Chemical Fibers and Polymer Materials,Donghua Universi ty,Shanghai200051,China) Abstract:Long glass fibre reinforced PE T composites(LGF/PE T)produced by a ne w melt impregnation pro-cess were injection molded to testing bars,in which long glass fibers were impregnated with PE T by a sel-f made im-pregnator,and the impre gnated fibers were pelleted into LGF/PE T flake materials with a length of6mm The effect of the glass fibre content in the testing bar on the mechanical properties and the glass fibre length distribution were studied,and SE M was used to investigating the section surface of the testing bars The results showed that the me-chanical properties of LGF/PE T composites increased with the increase of the glass fibre content,and the mechan-i cal properties were the best when the mass fraction of glass fibre was between40%to50%,the mechanical proper-ties of the LGF/PET composites produced by the ne w melt impregnation method had attained to and e xceeded those of the sa me products from other countries Keywords:Long Glass Fiber;PE T Composite;Mechanical Properties 随着纤维增强复合材料的发展,热塑性复合材料由于具有较高的环境稳定性、高冲击强度、可回收性等优点受到日益广泛的关注,其中短纤增强热塑性复合材料已商品化且应用十分广泛。但目前商品化的短纤增强复合材料在抗冲击性能等方面仍显不足,因此复合材料的应用范围受到一定的限制。而长玻纤增强复合材料的出现,不仅可以提高玻纤含量,而且可以使复合材料的性能得到大幅提高。但传统的制备长玻纤增强热塑性复合材料的工艺[1,2],如熔融浸渍法、悬浮液浸渍法、溶液浸渍法、流态化床浸渍法等以及一些新型的生产方法,如反应注射拉挤成型法等[3],都存在一些缺点。本文针对传统热塑性复合材料生产工艺的缺陷,采用新的熔融浸渍法制备了长玻纤增强PE T复合材料,对注塑样品的力学性能及界面性能进行了研究。 1 实验部分 1 1 长玻纤增强PET切片的制备 采用自制的长玻璃纤维浸润装置,以PE T树脂浸渍长玻璃纤维,经切粒后得到长度为6mm的长玻璃纤维增强PE T预浸料切片,然后在一定温度下热处理。 1 2 长玻纤增强PET切片的注塑成型 将上述热处理的切片按表1的工艺条件注塑成型,注塑后的样条置于干燥器中待用。 17 第33卷第7期2005年7月 塑料工业 C HINA PLASTICS INDUS TRY y 作者简介:姜润喜,男,1956年生,高级工程师,从事聚酯改性结构性能研究和分析检测技术与管理工作,已在发表论文20余篇。wangheng1211@163 com

玻纤增强复合材料

玻纤增强ABS复合材料 金敏善，李贺，曲凤书，鲁建春 中国石油吉林石化公司研究院，吉林，132021, Email: sunnyjin327@https://www.wendangku.net/doc/6d18060015.html, 关键词：苯乙烯-丙烯腈-丁二烯三元共聚物玻璃纤维玻纤增强复合材料ABS是一种以聚丁二烯链为骨架的苯乙烯和丙烯腈的接枝共聚物与苯乙烯、丙烯腈共聚物共混而成的多相聚合物。ABS以其突出的综合性能如：良好的耐化学腐蚀性和加工流动性以及较高的表面硬度、耐热性、韧性、抗冲击性能和刚性已被广泛地用于制作各种机械、仪器设备的零部件，及电器、仪表的外壳上，但是，ABS较大的成型收缩率给其制品的加工和后组装带来了一定的难度。 玻纤增强复合材料，是以聚合物为基体，以玻纤为增强材料而制成的复合材料。它综合了塑料基体和玻纤的综合性能，已成为一种具有优越性能和广泛用途的工程材料。玻纤增强的复合材料还可以按纤维的长度分类，分为长纤维复合材料和短纤维复合材料。玻璃纤维按化学组分可分为无碱铝硼硅酸盐（简称无碱纤维）和有碱无硼硅酸盐（简称中碱纤维）。玻纤增强塑料具有比强度高、耐腐蚀、隔热、成型收缩率小等优点，此外利用玻纤增强可以使塑料材料的拉伸性能大幅度地提高[1～6]。本文以通用ABS树脂为基体，利用短切玻璃纤维（事先用硅烷偶联剂进行表面处理）对其进行共混改性，并对复合材料的各项性能与玻纤的含量，玻纤的长径比及螺杆挤出温度的关系进行较详细的研究和讨论。 ABS/玻纤复合材料的弯曲性能随高模量玻纤含量的增加而明显提高，而ABS/玻纤复合材料的缺口冲击性能随玻纤含量的增加而迅速降低。这是由于，随着玻纤含量的增加复合材料的缺陷也增多，从而导致材料的应力集中点大大增加，另一方面，当受到外力冲击时裂纹可以沿着玻纤迅速扩大，所以随着玻纤含量的增加复合材料的缺口冲击性能显著降低。此外，随着玻纤含量的增加，材料中能够吸收大量冲击能的橡胶粒子浓度也相对降低，所以材料的缺口冲击性能进一步降低（Fig.1.）。当玻纤含量达到30%时，复合材料的熔融指数由空白ABS 树脂的18（g/10min）下降到10（g/10min）以下（Fig.2.）。这是由于随着玻纤含量的增加，玻纤与玻纤之间，玻纤与高聚物分子之间，以及玻纤之间的高聚物分子之间的内摩擦阻力变大，导致聚合物的分子链之间的相对运动困难，所以在同

长玻纤增强热塑性塑料

长波纤增强热塑性塑料—LFT 摘要：简述了长玻纤增强热塑性塑料复合材料的性质及其应用,详细介绍了用于“一步法”、“两步法”注射成型长玻纤增强热塑性塑料复合材料的原理、设备及其发展历程与最新进展。 关键词：长玻纤增强热塑性塑料注射成型 一、LFT材料的性质与用途 长玻纤增强材料指的是用长度在5 mm以上的玻纤增强的复合材料(LFT),具有良好的成型加工性能,可通过注塑、模压、挤出等多种工艺成型,成型时模塑料的成模流动性好,可在较低的压力下成型,可成型形状复杂的制品,制品的表观质量亦优于GMT ,同时,LFT 的成本比GMT 有较大的优势。LFT中的玻纤长度较长,而且纤维长度分布更好,与GMT相比具有以下优良的性能[1]:(1)制品的力学性能高,特别是冲击强度提高显著;(2)制品刚度与质量比高,变形小,特别有利于LFT在汽车中的应用;(3)制品韧性提高;(4)制品抗蠕变性能好,尺寸稳定;(5)材料耐疲劳性能优良;(6)材料加工性能好,可用于成型形状、结构复杂的制品, GMT只能用于模压成型,因而LFT设计自由度比GMT更高;(7)可回收利用。 LFT可取代热固性的SMC、BMC及一些工程塑料在汽车及其它车辆制造、建筑、电气、包装、仓储设备、化工等领域获得广泛的应用[2]。目前,LFT 已成为热塑性复合材料领域研究开发的重要方向,已开发成功并具有实用价值的浸渍技术包括:粉体浸渍、熔融浸渍、混纤纱技术等[3～5],其中直接挤出混炼技术(在线混炼) 已在汽车零部件制造中获得应用,连续玻璃纤维粗纱连续进入特殊设计的挤出机,与已经熔融的热塑性树脂混合,在挤出机螺杆的剪切作用下,连续玻璃纤维切断成一定的长度并与树脂混合均匀,通过控制螺杆的剪切作用,抑制对脆性纤维的损伤,以保持较长的纤维长度。混合均匀的长纤维增强热塑性复合材料可挤出形成坯料,在保温的状态下经切割后置于模具中压缩模塑,亦可直接挤入注塑机的储料缸中进行注塑成型。 市场的巨大需求及加工水平的提高推动了LFT材料成型方法及设备的发展,其成型工艺及成型设备得到了飞速发展,尤其是在线配混注射成型技术越来越受到人们的关注,具有广阔的应用前景。本文主要介绍了LFT的注射成型技术生产工艺。 二、LFT材料注射成型方法 目前用于LFT注射成型的方法主要有两种,一种是LFT料粒法,也称“两步法”;另一种是在注塑生产线上配混连续玻纤、塑料及添加剂后直接成型为制品,省去造粒的中间环节,也称“一步法”。由于纤维增强塑料熔体粘度高,加工困难。传统加工过程会造成长玻纤的过度折断、对设备磨损严重等问题,常规的短切玻纤增强塑料的制备方法及设备不适宜于LFT材料[6],需要相应的成型设备及工艺与之配套。 1、“两步法”注射成型 在“两步法”成型工艺中,首先采用特殊方法加工制得LFT料粒(料粒中玻纤长度大于5 mm) 。早期主要采用电缆包覆法、粉末浸渍法等制得LFT料粒。近年来国际上普遍采用一种新的工艺[7] ,即使玻纤无捻粗纱通过特殊模头,同时向模头供入热塑性塑料,在模头中无捻粗纱被强制散开,受到塑料熔体的浸渍,使每根纤维都被树脂包覆,冷却后切成较长的料粒(10～25 mm) ,使玻纤的长度得到保证。 经过造粒制得LFT料粒后,可采用传统的注射成型热塑性塑料类似的方法制得LFT制品。为了进一步提高玻纤与塑料熔体的混合效果,减少加工过程对玻纤的破坏,通常需要对常规注射成型设备进行改造,如通过减小螺杆长径比、减小压缩比、增大喷嘴及流道尺寸等来优化设备。 美国专利5773042A[8]阐述了一种通过对塑料熔体额外施加压力来提高玻纤在熔体中分散

玻璃钢复合材料的性能对比

复合材料聚合物的性能对比 聚合物复合材料的性能解释 1．1 拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。对于如高压容器、高压管、叶片等产品，必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能，才能进行产品设计及检验。 对于不同的聚合物复合材料，拉伸性能试验方法是不同。对于普通的，用国标GB/T1447进行测试；对于缠绕成型的，用国标GB/T1458进行测试；对于定向纤维增强的，用国标GB/T33541进行测试；对于拉挤成型的，用国标GB/T13096-1进行测试。使用最多的是 GB/T1447。 国标GB/T1447，对于不同成型工艺复合材料，又规定不同形状的拉伸试样，有带R型、直条型及哑铃型。使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。从测出的应力----应变曲线的直线段的斜率则为弹性模量，试样横向应变与纵向应变比为泊松比。破坏时的应变称为断裂伸长率。 单位面积上的力，称为应力，通常用MPa（兆帕）表示，1MPa相当于1N/mm2的应力。应变是单位长度的伸长量，是没有量刚（单位）的。 不同的现代复合材料其拉伸性能大不一样，以玻璃纤维增强的玻璃钢为例：1：1玻璃钢，拉伸强度为（200-250）MPa，弹性模量为（10-16）GPa；4：1玻璃钢，拉伸强度为（250-350）MPa，弹性模量为（15-22）GPa；单向纤维的玻璃钢（如缠绕），拉伸强度大于800MPa，弹性模量大于24GPa；SMC材料，拉伸强度为（40-80）MPa，弹性模量为（5-8）GPa；DMC 材料，拉伸强度为（20-60）MPa，弹性模量为（4-6）GPa。 1.2 弯曲性能 一般产品普遍存在弯曲载荷，弯曲性能是很重要的，同时，往往用弯曲性能来进行原材料，成型工艺参数，产品使用条件因素等的选择。

玻璃纤维的性能及应用

玻璃纤维的性能及应用 2007年03月07日星期三 22:00 材料是工程技术的基础，工程技术的发展，在很大程度上取决于新材料的开发与应用。玻璃纤维就是一种新开发的现代纺织复合材料。纺织复合材料是以纺织原料为骨架而构成的一种新材料，它可以应用于国民经济的众多领域。纺织复合材料的应用与发展，给工业界带来了革命性的变革。纺织复合材料的加工与生产，给传统的纺织工业注入了新的活力。 玻璃纤维作为其中的一种，其产品是一类新的现代纺织品，生产的产品由于具有普通纤维所不具有的很多性能，且通常采用高技术制成，所以又称为高性能纤维，大多应用在特殊或高技术领域，它的诞生必将促进纺织复合材料的发展。 2 玻璃纤维的发展 玻璃纤维有较长的发展历史。上世纪三十年代，美国人发明了用铂坩埚连续拉制玻璃纤维和用蒸汽喷吹玻璃棉的工艺后，玻璃纤维的生产才形成了现代工业。随着近代科学技术的发展，对玻璃纤维的力学、耐热等性能提出了更高的要求，促使六十年代以来出现了许多特种玻璃纤维，如耐高温玻璃纤维、高强度玻璃纤维、高模量玻璃纤维等。在高性能玻璃纤维的发展过程中最引人注目的是1996年3月在第41次SAMPE 国际会议上，道康宁公司首次发表的高强度玻璃纤维"ZenTron”，它是以高硅含量玻璃为原料制成，采用被称为Single-bushing(单套管)或Single-end(单头)30型的技术成纤的。此产品后处理工序少，可防止纤维的损伤，并能降低成本。 我国研究玻璃纤维也有几十年的历史。早在1958年，我国以手糊工艺研制了玻璃钢船，以层压和卷制工艺研制了玻璃钢板和火箭筒等。1960年在北京、上海和哈尔滨相继成立了科研机构。1961年研制成功了玻璃纤维耐烧蚀端头，1970年用手糊夹层结构板制造了44m大型玻璃雷达罩，1975年成立了玻璃钢学会，1983年中国建筑材料研究院试制成功了抗碱玻纤增强硫酸铝酸盐低碱水泥复合材料，1988年武汉工业大学研究成功高性能玻纤增强氯氧镁复合材料，目前，这两种复合材料均已形成工业化生产规模，在建筑工程中广泛用于墙体、防火门、水箱、通风管道、卫生间吊顶、温室框架和艺术制品等。 3 玻璃纤维的制造 用于纺织加工的玻璃纤维有长丝和短纤维两种。可以采用传统的纺织工艺将长丝制成各种产品，而短纤维多被加工成非织造布。制造玻璃纤维使用的原料主要有硅土、石灰石、粘土、萤石、硼酸及硫酸钠等。将这些原料通过空气管道输送到计量秤上，然后在混合室混合均匀，通过供料筒，喂入熔矿炉。在熔矿炉中，混合原料被加热至1600°C，形成液态玻璃，缓慢地流向纺丝板。纺丝板上喷丝孔的数目可为200、400、600、800或更多。高粘度的玻璃熔体再流过喷丝孔，由高速卷绕装置将纤维拉伸卷绕，便制得玻璃长丝。一般单丝的直径为6～13μm，通过改变纺丝板的温度可以调节单丝的直径。在制造时，为了保证玻璃纤维在纺纱等后加工过程中的加工性能，可以在玻璃纤维呈液态时加入一定量的粘合剂、润滑剂、反应基、抗静电剂等整理剂。 4 玻璃纤维的性能 4．1 力学性能 (1)密度玻璃纤维的密度高于有机纤维，但低于金属纤维。 (2)断裂强度玻璃纤维具有较高的拉伸强度，在相同重量时，其断裂强度比钢丝高2～4倍。因而人们又称它为玻璃钢。 (3)尺寸稳定性玻璃纤维不会因环境温度变化而变形，最大伸长率仅为3％。玻璃纤维的应力应变之间保持

玻璃纤维复合材料的十大应用领域

玻璃纤维复合材料的十大应用领域 令狐采学 玻璃纤维（英文原名为：glassfiber或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。 一、船艇 玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点，被广泛用于制造游艇船体、甲板等。 二、电子电气 玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分：

1、电器罩壳：包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。 2、电器原件与电部件：如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。 3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。 三、风能 风能是无污染、可持续的能源之一，采用风能发电是开发新能源的一种途径。玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点，是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。 四、航空航天、军事国防 由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求，玻纤复合材料所具有的重量轻，强度高，耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。 复合材料在这些领域的应用如下： --小飞机机身 --直升机外壳和旋翼桨叶 --飞机次要结构部件（地板、门、座椅、辅助油箱） --飞机发动机零件 --头盔

玻璃纤维复合材料的十大应用领域

玻璃纤维复合材料的十大 应用领域 Prepared on 22 November 2020

玻璃纤维复合材料的十大应用领域 玻璃纤维（英文原名为：glassfiber或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。 一、船艇 玻璃纤维复合材料具有耐腐蚀性、重量轻、增强效果优越等特点，被广泛用于制造游艇船体、甲板等。 二、电子电气 玻璃纤维增强复合材料在电子电气方面的运用主要是利用了它的电绝缘性、防腐蚀性等特点。复合材料在电子电气领域的应用主要有以下几个部分： 1、电器罩壳：包括电器开关盒、电器配线盒、仪表盘罩等。 2、电器原件与电部件：如绝缘子、绝缘工具、电机端盖等。 3、输线电包括复合电缆支架、电缆沟支架等。 三、风能 风能是无污染、可持续的能源之一，采用风能发电是开发新能源的一种途径。玻璃纤维具有优越的增强效果、重量轻等特点，是用于制造玻璃钢叶片和机组罩的一种良好材料。 四、航空航天、军事国防

由于航空航天、军事等领域对材料的特殊要求，玻纤复合材料所具有的重量轻，强度高，耐冲击及阻燃性好等特色能为这些领域提供了广泛的解决方案。 复合材料在这些领域的应用如下： --小飞机机身 --直升机外壳和旋翼桨叶 --飞机次要结构部件（地板、门、座椅、辅助油箱） --飞机发动机零件 --头盔 --雷达罩 --救援担架 五、化工化学 玻璃纤维复合材料巨头耐腐蚀性好、增强效果优越等特点，被广泛应用于化工领域，制造化工容器（如储罐）、防腐格栅等。 六、基础设施 玻璃纤维具有尺寸性好、增强性能优越，与钢铁、混凝土等材料相比巨头重量轻、耐腐蚀等特点，使得玻璃纤维增强材料成为制造桥梁、码头、高速公路路面、栈桥、临水建筑、管道等基础设施的理想材料。 七、建筑 玻璃纤维复合材料具有强度高、重量轻、耐老化、阻燃性能好、隔音隔热等特点，可被广泛用于制造多种建筑材料，如：增强混凝土、复合材料墙体、保温纱窗与装饰、FRP 钢筋、卫浴、游泳池、顶棚、采光板、FRP瓦、门板、冷却塔等。

玻璃纤维增强水泥复合材料

玻璃纤维增强水泥复合材料 概述GRC是英文Glass fiber Reinforced Cement 的缩写，指的是玻 璃纤维增强水泥混合材料 GRC材料组成 GRC的基本组成材料为水泥、砂子、纤维和水，另外还添加有聚合物、 外加剂等用于改善后期性能的材料。 水泥：通常用于GRC中的水泥主要有快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝 酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。 纤维：GRC材料中使用的纤维必须是耐碱玻璃纤维，种类包括耐碱玻璃 纤维无捻粗纱、耐碱玻璃纤维短切纱、耐碱玻璃纤维网格布。欧美国家要 求GRC中使用的玻璃纤维氧化锆含量不低于16.5%，中国要求在使用普通硅 酸盐水泥时氧化锆含量不低于16.5%。 聚合物：通常添加的聚合物为丙乳，即丙烯酸酯共聚乳液。 外加剂：通常可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、 防冻剂、防锈剂等外加剂:当制品中含有钢质增强材料或钢质预埋件时，不 得使用氯化钙基的外加剂。 其他材料：可以选择性的添加一些火山灰质活性材料，有利于提升GRC 制品的综合性能，例如强度、抗渗、耐久等。 GRC产品种类 目前市场上比较常见的GRC产品有有GRC装饰制品、GRC外墙板、园林景观制品、轻质隔墙板、GRC保温板、通风管道永久性管状芯模、永久性模 板、工业建筑屋面构件、声屏障、自承载式地板、灌溉渠道及管路保护渠 道等。 GRC生产工艺 增强的玻璃纤维有很多种型式，例如短切纤维纱、连续纤维无捻粗纱、 网格布、短切纤维毡等，不同型式的玻璃纤维掺入到水泥基体中的方法不 同，相同型式的玻璃纤维掺入到水泥基体中的方法也不完全相同。而且玻 璃纤维的掺入量和使用方式对于玻璃纤维增强水泥复合材料的力学性能有 着很大的影响。这就形成了多种玻璃纤维增强水泥复合材料的制作工艺， 如喷射工艺、预混喷射工艺、预混浇筑工艺、注模工艺、布网工艺、缠绕 工艺等。每种生产厂工艺都有其各自的特点，适用于制作不同的产品，当 然所使用的设备也有所相同。

玻璃钢复合材料的性能对比

精心整理 复合材料聚合物的性能对比 聚合物复合材料的性能解释 1．1 拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。对于如高压容器、高压管、叶片等产品，必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能，才能进行产品设计及检验。 对于不同的聚合物复合材料，拉伸性能试验方法是不同。对于普通的，用国标GB/T1447进行测试；对于缠绕成型的，用国标GB/T1458进行测试；对于定向纤维增强的，用国标GB/T33541进行测试；对于拉挤成型的，用国标GB/T13096-1进行测 国标---- MPa ，弹；DMC 1.2 国标，对于单向纤维增强的材料，要求l/h ≥32。 由于弯曲性能的复杂性及对各因素的敏感性，对于上述不同材料的弯曲性能，或大于1.1节中拉伸性能，或小于1.1节中的拉伸性能。在正常成型工艺情况下，一般弯曲强度略大于拉伸强度，弯曲弹性模量略小于拉伸弹性模量。 1．3 压缩性能 增强纤维或织物，只能承受很大的拉伸力，其本身很柔软，是不能承受压缩力的，当聚合物复合材料承受压缩载荷时，是靠聚合物基体把增强纤维或织物粘结成整体时才能承受。因此，聚合物复合材料的压缩性能与聚合物的品种、性能、成型工艺、二者的界面等的关系很密切，同一种复合材料的压缩性能变化也很大。一般高温高压成型的压缩性能要高，有的甚至于高于拉伸性能。一

般情况弹性模量，压缩的与拉伸的相差的极小，压缩强度略比拉伸强度低，特别是室温固化，成型工艺质量欠佳的材料，压缩强度要比拉伸强度低得多。 压缩性能，一般用国标GB/T1448进行测试。标准试样为30×10×10（mm）棱型或35×10×10（mm）园柱型。要求两端面相互平行，不平行度应小于试样高度的0.1%，否则，试验本身对测试结果也有不良影响。 当产品的壁厚较薄时，不能按GB/T1448进行测试，应用GB/T5258测试,试样厚度可以按产品实际厚度，这个试验方法的夹具是比较先进、科学的。 1．4剪切性能 45 ①国标 ）GPa； 1.7 强度为：110-30）KJ/m2；拉挤材料，（300-650）KJ/m2。 1．8性能的方向性 纤维增强复合材料，其力学性能有较明显的方向性、拉伸强度、模量，弯曲强度、模量，压缩强度、模量沿纤维方向的最大，与纤维方向成45°方向的最小，拉伸性能最为明显，无压成型的压缩性能，方向性程度要低一些。面内剪切强度、模量、泊松比、冲击强度，与上相反，45°方向最大。可以利用这一特点，设计出最优的复合材料产品。 2、基本理化性能 2．1密度

玻璃纤维增强复合材料

玻璃纤维增强复合材料 概述GRC是英文Glass fiber Reinforced Cement 的缩写，指的是玻璃纤维增强水泥混合材料 GRC材料组成 GRC的基本组成材料为水泥、砂子、纤维和水，另外还添加有聚合物、外加剂等用于改善后期性能的材料。 水泥：通常用于GRC中的水泥主要有快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥。 纤维：GRC材料中使用的纤维必须是耐碱玻璃纤维，种类包括耐碱玻璃纤维无捻粗纱、耐碱玻璃纤维短切纱、耐碱玻璃纤维网格布。欧美国家要求GRC中使用的玻璃纤维氧化锆含量不低于16.5%，中国要求在使用普通硅酸盐水泥时氧化锆含量不低于16.5%。 聚合物：通常添加的聚合物为丙乳，即丙烯酸酯共聚乳液。 外加剂：通常可选择性地加入高效减水剂、塑化剂、缓凝剂、早强剂、防冻剂、防锈剂等外加剂:当制品中含有钢质增强材料或钢质预埋件时，不得使用氯化钙基的外加剂。 其他材料：可以选择性的添加一些火山灰质活性材料，有利于提升GRC制品的综合性能，例如强度、抗渗、耐久等。 GRC产品种类 目前市场上比较常见的GRC产品有有GRC装饰制品、GRC外墙板、园林景观制品、轻质隔墙板、GRC保温板、通风管道永久性管状芯模、永久性模板、工业建筑屋面构件、声屏障、自承载式地板、灌溉渠道及管路保护渠道等。 GRC生产工艺 增强的玻璃纤维有很多种型式，例如短切纤维纱、连续纤维无捻粗纱、网格布、短切纤维毡等，不同型式的玻璃纤维掺入到水泥基体中的方法不同，相同型式的玻璃纤维掺入到水泥基体中的方法也不完全相同。而且玻璃纤维的掺入量和使用方式对于玻璃纤维增强水泥复合材料的力学性能有着很大的影响。这就形成了多种玻璃纤维增强水泥复合材料的制作工艺，如喷射工艺、预混喷射工艺、预混浇筑工艺、注模工艺、布网工艺、缠绕工艺等。每种生产厂工艺都有其各自的特点，适用于制作不同的产品，当然所使用的设备也有所相同。 1、喷射工艺 工艺是应用最早并且最多的制造GRC制品的方法，包括手工喷射和自动喷射。20世纪70年代初英国建筑研究院（BRE）最先用此方法制造玻璃纤维增强水泥（GRC）制品。不管是手工喷射还是机械喷射，喷射工艺都需要经过专门训练的操作人员和专用设备。操作方法的正确与否很大程度影响到GRC制品的强度和耐久性。对于喷射工艺而言，玻璃纤维以二维乱向随机分布于水泥砂浆之中，纤维的有效利用率高，产品的各项物理性能也较好。 2、预混工艺 预混工艺是将短切玻璃纤维和水泥砂浆基体共同搅拌，形成均匀的玻璃纤维水泥混合料，然后通过浇筑或喷射的方法制成产品。根据成型方法的不同，预混工艺可分为预混浇筑