玻璃纖維增強塑料

　　玻璃鋼（也稱玻璃纖維增強塑料，國際公認的縮寫符號為GFRP或FRP），是一種品種繁多，性能各別，用途廣泛的復合材料。它是由合成樹脂和玻璃纖維經復合工藝，制作而成的一種功能型的新型材料。
　　性能特點
　　玻璃鋼材料具有重量輕，比強度高，耐腐蝕，電絕緣性能好，傳熱慢，熱絕緣性好，耐瞬時超高溫性能好，以及容易著色，能透過電磁波等特性。與常用的金屬材料相比，它還具有如下的特點∶
　　由于玻璃鋼產品，可以根據不同的使用環境及特殊的性能要求，自行設計復合制作而成，因此只要選擇適宜的原材料品種，基本上可以滿足各種不同用途對于產品使用時的性能要求。因此，玻璃鋼材料是一種具有可設計性的材料品種。

相關規格

　　玻璃鋼產品，制作成型時的一次性，更是區別于金屬材料的另一個顯著的特點。只要根據產品的設計，選擇合適的原材料鋪設方法和排列程序，就可以將玻璃鋼材料和結構一次性地完成，避免了金屬材料通常所需要的二次加工，從而可以大大降低產品的物質消耗，減少了人力和物力的浪費。
　　玻璃鋼材料，還是一種節能型材料。若采用手工糊制的方法，其成型時的溫度一般在室溫下，或者在100℃以下進行，因此它的成型制作能耗很低。即使對于那些采用機械的成型工藝方法，例如模壓、纏繞、注射、RTM、噴射、擠拉等成型方法，由于其成型溫度遠低于金屬材料，及其他的非金屬材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。這種技術是用化學性質而制成的。
　　簡介及優缺點
　　玻璃纖維增強塑料（FRP）是一種以玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂為基體材料的復合塑料。作為復合材料的一種，玻璃鋼因其獨特的性能優勢，在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建筑、家居家具、建材衛浴和環衛工程等等相關行業中得到了廣泛應用。
　　根據所采用的纖維不同，玻璃纖維增強塑料分為玻璃纖維增強復合塑料（GFRP）、碳纖維增強復合塑料（CFRP）和硼纖維增強復合塑料等。它以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）為增強材料，以合成樹脂為基體材料。纖維增強復合材料是由增強纖維和基體組成的。纖維（或晶須）的直徑很小，一般小于10微米，是脆性材料，易損傷、斷裂和受腐蝕。基體具有黏彈性和彈塑性，是韌性材料。
　　玻璃纖維增強塑料的相對密度在1.5～2.0之間，只有碳鋼的1/4～1/5，但拉伸強度卻接近甚至超過碳素鋼，強度可以與高級合金鋼媲美。某些環氧玻璃鋼的拉伸、彎曲和壓縮強度甚至能達到400兆帕以上。
　　主要缺點：
　　1．彈性模量小 2.長期耐溫性差3.層間剪切強度低
　　主要優點：
　　1.耐腐蝕性能好 2.介電性能好 3.熱性能良好 4.可設計性強 5.工藝性優良
　　應用前景
　　與傳統的金屬材料及非金屬材料相比，玻璃鋼材料及其制品，具有強度高，性能好，節約能源，產品設計自由度大，以及產品使用適應性廣等特點。因此，在一定意義上說，玻璃鋼材料是一種應用范圍極廣，開發前景極大的材料品種之一。
　　我國的玻璃鋼工業，已經具備了一定的規模，在產品的品種數量及產量方面，以及在技術水平方面，均已經取得了巨大的進展，在國民經濟建設中發揮了重要的作用。
　　工藝方法
　　玻璃鋼的成型工藝方法，有很多種方法。其中有最簡單易學的手工糊制方法，也有比較容易建立的模壓工藝成型方法；也有必須經過專門設計、專業制造的纖維纏繞成型方法；更有一些綜合注射、真空、預成型增強材料或預設墊料的幾種模塑方法；以及為了達到制品高性能指標而設計制造的，由計算機進行程序控制的先進的自動化成型方法。
　　由此可見，玻璃鋼制品的制作成型方法有很多種，它們的技術水平要求相差很大，其對原材料、模具、設備投資等的要求，也各不相同，當然它們所生產產品的批量和質量，也不會相同。
　　國內外常用的玻璃鋼制作成型方法，有手糊成型工藝、噴射成型工藝、模壓成型工藝、模壓料成型工藝、纖維纏繞成型工藝、卷管成型工藝、袋壓成型工藝、樹脂澆鑄及注射成型工藝、RTM成型工藝、拉擠成型工藝、板材及管道連續成型工藝、增強反應注射模塑成型工藝、彈性體貯脂模塑成型工藝，以及膠接和連接技術、夾層結構制作技術等。
　　現把幾種常用的玻璃鋼的成型方法的特點介紹如下∶
　　手糊制作方法
　　設備投資低，產品形狀的限制因素少，適合小批量生產。它的生產條件是需要制作產品的模具，并掌握手糊工藝的技術要領。但是，這種制作方法所制成的產品，質量不夠穩定，產品的質量檔次不夠高，較難滿足某些產品的性能要求。
　　噴射成型方法
　　一種借助于噴射機器的手工積層的方法。該方法具有效率高、成本低的特點，有逐步取代傳統的手糊工藝的趨勢。其產品的整體性強，沒有搭接縫，且制品的幾何尺寸基本上沒有受到限制，成型工藝不復雜，材料配方能保持一定的準確性。其不足之處，在于制品的質量在很大程度上，取決于操作工人的生產技能。另外，噴射所造成的污染，一般均大于其他的工藝方法。
　　纏繞工藝方法
　　將浸漬過樹脂的連續纖維，按一定的規律纏繞到芯模上，層疊至所需的厚度，固化后脫模，即成制品。該方法的特點，是可按產品承受應力情況來設計纖維的纏繞規律，使之充分發揮纖維的抗拉強度，并且容易實現機械化和自動化，產品質量較為穩定，若配用不同的樹脂基體和纖維的有機復合，則可獲得最佳的技術經濟效果。纖維纏繞工藝，可成功地應用于制作玻璃鋼管道、貯罐、氣瓶、風機葉片、撐高跳竿、電線竿、羽毛球拍等的制品。
　　成型工藝
　　其壓制工藝和設備條件基本相同，前者采用浸膠布作為模壓料，而后者采用片狀、團狀、散狀的模壓料，首先將一定量的模壓料置于金屬對模中，而后在一定溫度和壓力下成型制得所需的玻璃鋼制品。這種生產成型方法，所制得的產品尺寸精確，表面光潔，可一次成型，生產效率較高，且產品質量較為穩定，適合于大批量制作各種小型玻璃鋼制品。其不足之處是模具的設計和制造較為復雜，生產初期的投資較高，且制件受設備的限制較為突出。
　　拉擠成型方法
　　在牽引裝置牽引下，使浸漬樹脂的纖維增強材料，先在模具中預成型，并經加熱使之固化成型，制成玻璃鋼型材，最后切割成所需長度的玻璃鋼制品。該種成型工藝方法，具有以下明顯的特點∶首先它可以制作幾何形狀復雜的制品，尤其對于特小型或特大型制品，該工藝方法具有其他方法所無法比擬的優越性；其次只要經過合理的產品設計、工藝設計，某些高性能復合材料的制作，在拉擠工藝中就可得以實現；另外，拉擠工藝方法，尤其適合于開發制作各種熱塑性玻璃鋼制品；加之由于拉擠速度日趨加快，因此拉擠工藝的生產效率很高，作為連續生產的先進方法之一，為實現玻璃鋼的工業化生產開辟了一條有效的途徑。但是也必須指出，建立拉擠生產工藝方法的要求比較高，例如其設備投資較大，模具設計較為復雜，工藝條件的控制及對原材料的性能要求較為嚴格，這些都是建立拉擠成型工藝的困難之處。
　　工藝的選擇
　　在上述玻璃鋼的制作成型技術方法中，每一種技術均有其自身的特點。生產企業在選擇確定采用何種工藝方法時，需根據企業的基本情況及生產產品的情況，如生產產品的批量及其質量要求，以及企業的技術基礎和生產資金情況等因素進行綜合考慮。
　　假如，企業擬準備簽訂一批玻璃鋼桌椅的業務，由于采用手糊、模壓、RTM工藝均可以制作玻璃鋼桌椅，這時需根據企業和產品的實際情況來加以確定，以便獲得最適宜的生產投入、產品質量及經濟效益之間的關系。