發(fā)布時(shí)間：2022-11-23

　　玻璃鋼是近五十多年來發(fā)展迅速的一種復(fù)合材料。玻璃纖維的產(chǎn)量的70%都是用來制造玻璃鋼。玻璃鋼硬度高，比鋼材輕得多。噴氣式飛機(jī)上用它作油箱和管道，可減輕飛機(jī)的重量。登上月球的宇航員們，他們身上背著的微型氧氣瓶，也是用玻璃鋼制成的。玻璃鋼加工容易，不銹不爛，不需油漆。我國已廣泛采用玻璃鋼制造各種小型汽艇、救生艇、游艇，以及汽車制造業(yè)等，節(jié)約了不少鋼材。由于玻璃鋼是一種復(fù)合材料，其性能的適應(yīng)范圍非常廣泛，因此它的市場開發(fā)前景十分廣闊。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，世界各國開發(fā)的玻璃鋼產(chǎn)品的種類已達(dá)4萬種左右。雖然各國均根據(jù)本國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，開發(fā)的方向各有側(cè)重，但基本上均已涉及到各個(gè)工業(yè)部門。我國玻璃鋼工業(yè)經(jīng)過四十多年來的發(fā)展，也已在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中取得了成功的應(yīng)用，在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。現(xiàn)將玻璃鋼主要的應(yīng)用領(lǐng)域，粗略地概括如下：　　1、建筑行業(yè)：冷卻塔、玻璃鋼門窗New、建筑結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)設(shè)備及裝飾件、玻璃鋼平板、波形瓦、裝飾板、玻璃鋼蓋板、衛(wèi)生潔具及整體衛(wèi)生間、桑拿浴室、沖浪浴室、建筑施工模板、儲倉建筑、混凝土模板、筋材以及太陽能利用裝置等。　　2、化學(xué)化工行業(yè)：耐腐蝕管道、貯罐貯槽、耐腐蝕輸送泵及其附件、耐腐閥門、格柵、通風(fēng)設(shè)施，以及污水和廢水的處理設(shè)備及其附件等等。　　3、汽車及鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)：汽車殼體及其他部件，全塑微型汽車，大型客車的車體外殼、車門、內(nèi)板、主柱、地板、底梁、保險(xiǎn)杠、儀表屏，小型客貨車，以及消防罐車、冷藏車、拖拉機(jī)的駕駛室及機(jī)器罩等。　　4、鐵路運(yùn)輸方面，有火車窗框、車內(nèi)頂彎板、車頂水箱、廁所地板、行李車車門、車頂通風(fēng)器、冷藏車門、儲水箱，以及某些鐵路通訊設(shè)施等。　　5、公路建設(shè)方面，有交通路標(biāo)、隔離墩、標(biāo)志樁、標(biāo)志牌、公路護(hù)欄等等，船艇及水上運(yùn)輸行業(yè)。　　6、內(nèi)河客貨船、捕漁船、氣墊船、各類游艇、賽艇、高速艇、救生艇、交通艇，以及玻璃鋼航標(biāo)浮鼓及系船浮筒等等。　　7、電氣工業(yè)及通訊工程：有滅弧設(shè)備、電纜保護(hù)管，發(fā)電機(jī)定子線圈和支撐環(huán)及錐殼，絕緣管、絕緣桿，電動機(jī)護(hù)環(huán)，高壓絕緣子，標(biāo)準(zhǔn)電容器外殼，電機(jī)冷卻用套管，發(fā)電機(jī)擋風(fēng)板等強(qiáng)電設(shè)備;配電箱及配電盤，絕緣軸，玻璃鋼罩等電器設(shè)備;印刷線路板、天線、雷達(dá)罩等電子工程應(yīng)用。　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及人民生活水平的提高，許多民用玻璃鋼產(chǎn)品大量地被開發(fā)，例如許多城市雕塑、工藝美術(shù)造型，快餐桌椅、摩托車部件、玻璃鋼花盆、安全帽、游樂設(shè)備、家用電器外殼等，都成功地被大量應(yīng)用。　　可制作玻璃鋼瓦，又稱透明瓦.是和鋼結(jié)構(gòu)配套使用的采光材料，其主要由高性能上膜、強(qiáng)化聚脂和玻璃纖維組成，其中上膜要起到很好的抗紫外線抗靜電的作用，抗紫外線是為了保護(hù)FRP采光板的聚酯不發(fā)黃老化，過早失透光特性。抗靜電是為了保證表面的灰塵輕易被雨水沖走或被風(fēng)吹走，維持清潔美觀的表面。由于其穩(wěn)定的質(zhì)量、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)，深受顧客的歡迎，產(chǎn)品可廣泛使用在工業(yè)/商業(yè)/民用建筑額屋面和墻面。　　電影界用來做道具，既方便快捷，又省成本.可以仿制很多種材料效果.受到人們的歡迎.化工廠也采用酚醛樹脂的玻璃鋼代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備，大大延長了設(shè)備壽命。玻璃鋼無磁性，不阻擋電磁波通過。用它來做導(dǎo)彈的雷達(dá)罩，就好比給導(dǎo)彈戴上了一副防護(hù)眼鏡，既不阻擋雷達(dá)的“視線”，又起到防護(hù)作用 。許多導(dǎo)彈和地面雷達(dá)站的雷達(dá)罩都是玻璃鋼制造的。　　進(jìn)入21世紀(jì)，根據(jù)玻璃鋼的良好的透波性，這個(gè)方面的性能，隨著手機(jī)通訊的廣泛流行，玻璃鋼廣泛被應(yīng)用于制造2G和3G天線外罩，玻璃鋼以其良好的可成形性能，外觀的可美化性，起到了很好的小區(qū)美化作用，這方面的產(chǎn)品有方柱線罩，仿真石，野外應(yīng)用的美化樹等玻璃鋼還為提高體育運(yùn)動的水平立下了汗馬功勞。自從有撐竿跳高這項(xiàng)運(yùn)動以來，運(yùn)動員使用木制撐竿創(chuàng)造的高紀(jì)錄是3.05米。后來使 用了竹竿。到一九四二年，把紀(jì)錄提高到了4.77米。竹竿的優(yōu)點(diǎn)是輕而富有彈性，欠缺之處是下端粗而上端細(xì)，再要提高記錄有很大困難 ，于是人們又用鋁合金竿代替竹竿，它雖然輕而牢固，但彈性不足。這樣，從一九四二年到一九五七年，十五年時(shí)間，撐竿跳高的高紀(jì)錄僅僅提高了1厘米。但自從新的玻璃鋼撐竿出現(xiàn)以后，由于它輕而富于彈性，紀(jì)錄飛速上升，如今的撐桿跳高紀(jì)錄已經(jīng)超過了6米大關(guān)。　　在今天，玻璃鋼也被大量應(yīng)用在人們的生活方面，由于它的某些特殊品種仍能保留許多玻璃的優(yōu)點(diǎn)，如透明性 ，于是人們用它作為窗戶玻璃，既能遮擋陽光中的紫外線，又能使居室明亮。人們還把它用來制作各種堅(jiān)固耐用的生活日常用品。如浴具、廚房用具、梳洗用具等。

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　　雕塑模具　　通過先制作出玻璃鋼雕塑模具，來制作生產(chǎn)玻璃鋼制品，滿足人們現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活中的需要。　　一、玻璃鋼雕塑石膏模　　石膏模特點(diǎn)是耐熱、價(jià)廉、導(dǎo)熱系數(shù)小、復(fù)印性好。一般用于制作母模。制造方便，適于大型制品。但是不耐用，怕沖擊，干燥慢。多用于單一產(chǎn)品以及線型復(fù)雜的產(chǎn)品，如浮雕等。所用的石膏多為半水石膏即熟石膏。與水泥模一樣，可用磚頭、木材做骨架基礎(chǔ)，再覆以石膏層造型。為了提高剛度，防止裂紋，可在石膏中加入足夠的填料，如加入石英，可減少收縮和裂紋，加入水泥(石膏:水泥=7:3)增加強(qiáng)度。也有人提出用石膏加入適量乳膠，用水稀釋來制模，強(qiáng)度好，不起粉等。 　石膏模可用作低熔點(diǎn)合金模的母模，在熱態(tài)下澆鑄合金。用石膏母模翻制石膏鑄型(子模)時(shí)，母模表面要涂以分離劑，如鉀皂溶液、變壓器油、食用油、20%硬脂酸十80%煤油，或汽油十凡士林等。石膏模可用帶水筆蘸取石膏粉進(jìn)行修補(bǔ)。石膏模烘干工藝是:(60～120)℃/(4～5)L，自然冷卻后用金相砂紙輕輕拋光，然后再烘(100～150)℃/(8～10)L，(200～230)℃/(20～24)L。　　二、玻璃鋼雕塑橡膠模　　橡膠模一般用硅橡膠、聚氨酯樹脂制作，用于制作造型復(fù)雜的浮雕、圓雕及各種造型，并不單獨(dú)使用，須與石膏套模等其他材料組成，通常用于模具中因線型倒入或重疊而不能直接脫模的某一部位，因它有一定軟性，當(dāng)外模脫模后，它能隨意拉出，如獅子、龍等動物或菩薩。批量不大時(shí)，用此方法。　　三、玻璃鋼雕塑石蠟?zāi)ぁ　∈災(zāi)び糜跀?shù)量不多或者線型復(fù)雜、不易脫模的產(chǎn)品。比如，要制造一個(gè)整體式彎管，包括90°彎管，可用兩個(gè)彎頭哈夫作母模，在內(nèi)90°腔注滿石蠟后，脫去哈夫母模后，將石蠟?zāi)Ｐ旧约有拚缓笤谕獗诎膊Ａт摚袒蠹訜幔故炄刍鞒觯纯傻玫揭粋€(gè)整體的玻璃鋼產(chǎn)品。 　為了減少收縮變形，提高剛度，可在石蠟中加入5%左右的硬脂酸。制造方便，脫模容易，石蠟可反復(fù)利用。但精度不高。另一種用法:濕法卷管時(shí)，可將鋼管浸到70～80℃熔化的石蠟中，提起來冷卻后再浸，反復(fù)進(jìn)行，直到所需厚度時(shí)，表面稍加修整，即可包覆玻璃鋼，為防止石蠟開裂，可在蠟中加入少量黃油。也可在蠟的外面包覆一層薄的玻璃紙，以此作為模芯，玻璃鋼固化后，加熱鋼管石蠟熔化即可脫模。　　四、混凝土模　　混凝土模多用于線型規(guī)則和重復(fù)使用次數(shù)少的產(chǎn)品，如螺旋形、波形、圓形、拱形或立體槽狀產(chǎn)品。成本低，剛性好，可用磚頭砌成基礎(chǔ)，再覆以水泥砂漿，進(jìn)行打磨、上膩?zhàn)樱俳?jīng)過打磨、拋光、噴漆等措施。這種水泥模可直接用于生產(chǎn)玻璃鋼制品，也可用于翻制玻璃鋼模具的母模。水泥模干燥慢，即使在正常條件下，也要一周以上才能進(jìn)行涂漆等表面施工。　　五、玻璃鋼雕塑木模　　木模主要用于線形較平直的大型產(chǎn)品。木模可以直接用來作為玻璃鋼產(chǎn)品的成型模具，也可作為翻制玻璃鋼模具的過渡母模。用于制作模具的木材有紅松、銀杏、杉木等，要求含水量達(dá)15%，并且不易收縮變形，無節(jié)。木模制作后，可涂上0.2～0.3垃垃厚度的樹脂(表面膩?zhàn)?，再用水砂紙由粗到細(xì)打磨四次，一次用800#或1000#砂紙打光，再涂上拋光膏用拋光器拋光，再打上石蠟，木模即成。也可直接在木模上刷油漆、罩光來制造木模。　　六、玻璃鋼雕塑金屬模　　金屬模特別是鋼模，一般用于尺寸小、批量大的模壓產(chǎn)品。如制作玻璃鋼平板時(shí)表面光潔的不銹鋼板;制作型材時(shí)用角鋼、槽鋼。因?yàn)槟寒a(chǎn)品不僅要加壓，還要加熱。也有用于外形不復(fù)雜的大型產(chǎn)品。黃銅雖是常見金屬，但因易受樹脂輔助劑侵蝕，并會對樹脂固化產(chǎn)生不利影響，除非在工作面已鍍鉻或其他金屬的場合，否則不宜采用。金屬模具的制造加工很困難、成本高。另有低熔點(diǎn)合金模其成分是:Z九93%、A14%、Cu3%、M合0.5%，當(dāng)溫度為50～80℃時(shí)，合金硬度(HB)為100左右。其流動性好，耐磨性差，適于制造形狀復(fù)雜、花紋精細(xì)的塑料成型模腔，使用溫度一般>80℃。另一種低熔點(diǎn)金屬是58%鉍，42%錫，熔點(diǎn)135℃。低熔點(diǎn)合金模的優(yōu)點(diǎn)是制模周期短、工藝簡單，可重復(fù)使用。

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　　彈性模量低　　FRP的彈性模量比木材大兩倍，但比鋼(E=2.1E5)小10倍，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足，容易變形。　　可以做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)，也可通過高模量纖維或者做加強(qiáng)筋等形式來彌補(bǔ)。　　長期耐溫性差　　一般FRP不能在高溫下長期使用，通用聚酯FRP在50℃以上強(qiáng)度就明顯下降，一般只在100℃以下使用;通用型環(huán)氧FRP在60℃以上，強(qiáng)度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使長期工作溫度在200~300℃是可能的。　　老化現(xiàn)象　　老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷，F(xiàn)RP也不例外，在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。　　剪切強(qiáng)度低　　層間剪切強(qiáng)度是靠樹脂來承擔(dān)的，所以很低。可以通過選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來提高層間粘結(jié)力，主要的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免使層間受剪。

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　　輕質(zhì)高強(qiáng)　　相對密度在1.5~2.0之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強(qiáng)度卻接近，甚至超過碳素鋼，而比強(qiáng)度可以與合金鋼相比。因此，在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中，都具有優(yōu)良成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到400Mpa以上。　　耐腐蝕　　FRP是良好的耐腐材料，對大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個(gè)方面，正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。　　電性能好　　是優(yōu)良的絕緣材料，用來制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過性良好，已廣泛用于雷達(dá)天線罩。　　熱性能良好　　FRP熱導(dǎo)率低，室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K)，只有金屬的1/100~1/1000，是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時(shí)超高溫情況下，是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料，能保護(hù)宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。　　可設(shè)計(jì)性好　　(1)可以根據(jù)需要，靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，來滿足使用要求，可以使產(chǎn)品有很好的整體性。　　(2)可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能，如：可以設(shè)計(jì)出耐腐的，耐瞬時(shí)高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強(qiáng)度的、介電性好的，等等。　　工藝性優(yōu)良　　(1)可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來靈活地選擇成型工藝。　　(2)工藝簡單，可以一次成型，經(jīng)濟(jì)效果突出，尤其對形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品，更突出它的工藝優(yōu)越性。

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　　玻璃鋼(FRP)亦稱作GFRP，即纖維強(qiáng)化塑料，一般指用玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體。以玻璃纖維或其制品作增強(qiáng)材料的增強(qiáng)塑料，稱謂為玻璃纖維增強(qiáng)塑料，或稱謂玻璃鋼，注意與鋼化玻璃區(qū)別開來。由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之稱。質(zhì)輕而硬，不導(dǎo)電，性能穩(wěn)定.機(jī)械強(qiáng)度高，回收利用少，耐腐蝕。可以代替鋼材制造機(jī)器零件和汽車、船舶外殼等。　　玻璃鋼學(xué)名纖維增強(qiáng)塑料，俗稱FRP(Fiber Reinforced Plastics)，即纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料(GFRP)，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料(CFRP)，硼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料等。它是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強(qiáng)材料，以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由增強(qiáng)纖維和基體組成。纖維(或晶須)的直徑很小，一般在10μm以下，缺陷較少又較小，斷裂應(yīng)變約為千分之三十以內(nèi)，是脆性材料，易損傷、斷裂和受到腐蝕。基體相對于纖維來說，強(qiáng)度、模量都要低很多，但可以經(jīng)受住大的應(yīng)變，往往具有粘彈性和彈塑性，是韌性材料。