第五章非金属结构材料耐蚀性

1、第五章 非金属结构材料的耐蚀性 非金属材料分为无机非金属材料和有机材料 无机非金属主要有陶瓷、搪瓷、玻璃、水泥、石墨等； 有机材料主要是高分子材料，包括塑料、橡胶（合成橡胶和天然橡胶）、涂料、纤维、粘合剂等。 非金属材料的优点：良好的耐蚀性，来源丰富，价格低廉，多数经改性后能达到较好的机械性能； 非金属材料的缺点：物理机械性能差异大，耐热性、导热性差、加工技术不成熟。第一节 高分子材料的特性和影响因素一、有机高分子材料的一般特性基本概念：以C、H为主体且分子量大于10000的化合物称为有机高分子，它是由单体聚合而生成的合成聚合物。1.如聚乙烯、聚氯乙烯等2. 影响高分子材料主要性能的内在因素：

2、（1）化学结构：线型聚合物在合适的介质中可溶胀、溶解，加热软化；体型聚合物只能溶胀不能溶解，加热不软化（到一定温度会分解），热固性。（2）组成（主要是官能团）；（3）构形与构象，（4）分子量大小与分布（5）添加剂。二、高分子材料的腐蚀特征： 1.与金属腐蚀的区别： （1）金属是导体，大多数金属腐蚀为电化学腐蚀，高分子材料一般不能导电，因此高分子材料的腐蚀老化不是电化学腐蚀，不能用电化学规律解释。 （2）金属材料的腐蚀多发生在界面上，一般由外而内进行（晶间腐蚀与应力腐蚀例外）；而高分子材料的老化大多为介质向材料内部渗透扩散引起。腐蚀破坏形式：5.1. 1 渗透、溶胀与溶解渗透、溶胀与溶解渗透渗透

3、：溶胀的一个重要诱因：溶胀的一个重要诱因。溶胀溶胀：溶剂小分子先：溶剂小分子先渗透渗透、扩散到大分子化合物之、扩散到大分子化合物之间，进一步发生溶剂化作用，溶剂分子包围大分子，间，进一步发生溶剂化作用，溶剂分子包围大分子，削弱大分子间相互作用力，导致高分子材料体积胀大削弱大分子间相互作用力，导致高分子材料体积胀大和重量增加的现象。和重量增加的现象。 溶胀所形成的体系叫溶胀所形成的体系叫凝胶凝胶。 有限溶胀有限溶胀：若溶胀进行到一定程度就不再继续进行：若溶胀进行到一定程度就不再继续进行下去，则称之为有限溶胀；下去，则称之为有限溶胀；无限溶胀无限溶胀：溶胀不断地进行下去直至高分子材料完：溶胀不断地

4、进行下去直至高分子材料完全溶解成大分子溶液，这种溶胀称为无限溶胀；全溶解成大分子溶液，这种溶胀称为无限溶胀；溶解溶解：溶胀持续进行，大分子充分溶剂化后进入溶剂，溶胀持续进行，大分子充分溶剂化后进入溶剂，形成均一溶液（无限溶胀），过程缓慢，例：形成均一溶液（无限溶胀），过程缓慢，例：煤油溶煤油溶天然橡胶天然橡胶溶解过程溶解过程一般为溶剂小分子先一般为溶剂小分子先渗透渗透、扩散到大分子、扩散到大分子之间，削弱大分子间相互作用力，使体积膨胀（之间，削弱大分子间相互作用力，使体积膨胀（溶溶胀胀），然后链段和分子整链的运动加速，分子链松动、），然后链段和分子整链的运动加速，分子链松动、解缠结，再达到双向

5、扩散均匀，完成解缠结，再达到双向扩散均匀，完成溶解溶解。对溶解体系进行搅拌或适当加热有利于缩短溶解时间，对溶解体系进行搅拌或适当加热有利于缩短溶解时间，加速溶解。加速溶解。溶胀可以看成是溶解的第一阶段，先溶胀再溶解，溶溶胀可以看成是溶解的第一阶段，先溶胀再溶解，溶解是溶胀的继续，达到完全溶解也就是无限溶胀。解是溶胀的继续，达到完全溶解也就是无限溶胀。溶解一定经过溶胀，但是溶胀并不一定必然溶解溶解一定经过溶胀，但是溶胀并不一定必然溶解。 极性相似原则极性相似原则极性相近的溶剂和溶质易相互溶解，有相互选择性：极性相近的溶剂和溶质易相互溶解，有相互选择性：即极性大的溶质易溶于极性大的溶剂，极性小的溶

6、质即极性大的溶质易溶于极性大的溶剂，极性小的溶质易溶于极性小的溶剂，非极性聚合物溶于非极性溶剂易溶于极性小的溶剂，非极性聚合物溶于非极性溶剂5.1.2 化学腐蚀化学腐蚀（氧化与水解）渗入内部的介质与大分子发生化学反应特别是氧和水具有很大的渗透能力和反应活性从而发生氧化、水解，使大分子链（主链）断裂，特别是在高温（150）或光的作用下。P126氧氧 化化 高分子材料在氧的作用下发生的反应，有自自催化行为催化行为，属于自由基链式自由基链式反应，反应分为链引发、增长和终止链引发、增长和终止等阶段； 室温下很多高聚物的氧化反应很慢，但是在辐射、光、热辐射、光、热等作用下会大大加速，这是高分子材料氧化降

7、解的一个重要原因； 碳链高聚物的易氧化程度碳链高聚物的易氧化程度：聚二烯烃聚丙烯低密度聚乙烯高密度聚乙烯 在烯烃 的大分子链上引入卤素可以提高抗氧化能力，如聚氯乙烯 杂链大分子比碳链抗氧化能力强水水 解解 高分子材料在酸、碱、盐酸、碱、盐溶液中由于水的作用发生的化学反应； 根据极性相似原则极性相似原则，极性较大的键易受水等极性介质侵袭而发生水解反应，在酸、碱催酸、碱催化作用化作用下更易进行，如如：加聚反应合成的高聚物中主链系C-C共价键不易水解，杂链高聚物杂链高聚物中杂原子与碳原子形成的极性键易发生水解； 高分子材料耐水、酸、碱的能力主要与其水解基团在相应的酸、碱介质中的水解活化能有关，活化能

8、活化能越高，耐水解性越好越高，耐水解性越好； 耐酸性介质水解能力耐酸性介质水解能力：醚键酰胺键、亚酰胺键酯键硅氧键 耐碱性介质水解能力耐碱性介质水解能力：酰胺键、亚酰胺键酯键5.1.3 老化老化老化老化：由于内外因素的综合作用，尤其受由于内外因素的综合作用，尤其受光、热、声、湿度光、热、声、湿度等的影响，高分子材料在等的影响，高分子材料在加工、储存和使用过程中的物理化学性能和加工、储存和使用过程中的物理化学性能和机械性能慢慢变坏，逐渐失去弹性，出现裂机械性能慢慢变坏，逐渐失去弹性，出现裂纹，变硬、变脆或变软、发粘、变色等，从纹，变硬、变脆或变软、发粘、变色等，从而使它的物理机械性能越来越差的现

9、象，直而使它的物理机械性能越来越差的现象，直至最终失去使用价值的现象，至最终失去使用价值的现象，包括降解包括降解。主要影响因素主要影响因素：阳光（尤其约7紫外光）、温度、湿度、介质组成、冲刷等作用。耐老化性能耐老化性能：氟塑料：氟塑料硬聚氯乙烯、聚丙烯硬聚氯乙烯、聚丙烯酸酯类酸酯类 聚甲醛、尼龙聚甲醛、尼龙聚乙烯聚乙烯 聚丙烯聚丙烯4. 防老化措施防老化措施（1）化学防老化化学防老化i) 结构上减少双键和叔碳原子结构上减少双键和叔碳原子，引入苯环或其它环或引进梯形结构，提高热稳定性ii) 减少引发剂残余量减少引发剂残余量，避免微量的过渡金属存在，缩聚物中残留单体应尽量少。（2）物理防老化物理防

10、老化 加入抗氧剂、光屏蔽剂、紫外线吸收剂、热稳定剂等助剂5.1.4 降降 解解降解降解：聚合物在长期使用过程中，由于受到光、氧、聚合物在长期使用过程中，由于受到光、氧、热、化学介质、机械、微生物等因素作用，分子链热、化学介质、机械、微生物等因素作用，分子链发生断裂，发生断裂，聚合物被分裂成较小部分的化学反应。聚合物被分裂成较小部分的化学反应。(一一) 物理降解物理降解(1) 热降解热降解解聚解聚（主链断裂）：加成的“逆反应”，单体迅速生成，而剩余物分子量变化不大，如PMMA无规断裂：无规断裂：主链上随意位置发生断裂，分子量迅速下降，但不生成单体，如PE、PP基团的脱除：基团的脱除： PVC、聚

11、丙稀腈不容易发生裂解不容易发生裂解: 环氧、酚醛热固性材料(2) 机械降解机械降解: 固体物的粉碎、橡胶的塑炼、熔融聚合物的挤出、注塑等，在机械力作用下，聚合物分子会被拉伸而断裂，导致降解（二）化学降解（二）化学降解（1）化学试剂降解）化学试剂降解 水解、酸解、醇解、胺解（2）氧化降解）氧化降解 过氧化物、残存自由基引发剂 i) 含有不饱和键的碳氢物 ii) 不饱和键碳氢物中含供电基团，易氧化降解5.1.5. 应力腐蚀开裂（应力腐蚀开裂（SCC）高分子材料在应力和腐蚀介质应力和腐蚀介质共同作用下，其质量变化率较无负荷时更大，耐蚀性下降，某些条件下会出现裂纹直至脆断，但是不一不一定都产生裂纹定都

12、产生裂纹；规律规律： 材料受外加负荷或加工过程产生的残余应力时，大分子链及链段会沿作用力方向移动，拉应力拉应力有利于介质分子的渗透和扩散，压应力压应力阻滞介质向材料内部扩散； 高分子材料受长期静负荷的作用及变应力状态下，与金属一样会发生蠕变和疲劳，当同时存在腐蚀性介质时，蠕变强度和疲劳强度均会显著下降； 受多向应力作用或存在较大应变的高分子材料在某些环境介质中往往产生银纹，不断发展可能导致脆性断裂，而在相应的应力与应变状态下，如果没有介质的作用，不一定会发生裂纹高分子材料的高分子材料的环境应力开裂环境应力开裂，其能力与材料的本性和介质性质有能力与材料的本性和介质性质有关关； 材料中杂质、缺陷、

13、粘结不良的界面、表面划伤、微裂纹杂质、缺陷、粘结不良的界面、表面划伤、微裂纹等应力集中部位会促使环境应力开裂； 具有中等溶胀能力的醇类、蓖麻油中等溶胀能力的醇类、蓖麻油等活性介质易引起高聚物的环境应力开裂 部分结晶的塑料结晶的塑料（聚乙烯、聚丙烯、聚苯醚等），晶区应力集中，在晶区与非晶区交界处易受介质作用，易产生裂纹； 分子量小而分布窄的高聚物分子量小而分布窄的高聚物比分子量大的更易发生开裂； 组成组成：聚氯乙烯聚氯乙烯增塑剂、稳定剂、填料、润滑剂、颜料等，分子式： 分类分类：5.2 耐腐蚀高分子材料耐腐蚀高分子材料1. 硬聚氯乙烯塑料硬聚氯乙烯塑料 PVC软软聚氯乙烯塑料硬硬聚氯乙烯塑料常按

14、100份树脂中加3070份增塑剂，质地柔软；多用作设备衬里设备衬里；不加或少加增塑剂（不超过5份），质地坚硬；多用作独立的结构材料独立的结构材料；2nCH -CH Cl 耐蚀性耐蚀性：耐蚀性良好耐蚀性良好，在低于50 oC下耐蚀性优于酚醛树脂、聚耐蚀性优于酚醛树脂、聚苯乙烯、有机玻璃苯乙烯、有机玻璃等塑料除强氧化剂（强氧化剂（如浓度如浓度50%的硝酸、发烟硫酸等）、的硝酸、发烟硫酸等）、芳香族、氯代碳化物、酮芳香族、氯代碳化物、酮外，能耐多数酸、碱、盐、碳氢化合物、有机溶剂等介质腐蚀 （P127表表5-2）在多数情况下，硬聚氯乙烯对中等浓度的酸、碱介质的耐蚀性最好；影响因素较多，对温度和应力温

15、度和应力最敏感，二者增大导致腐蚀速度增加； 特点特点：线型热塑性高聚物，大分子的单体按头尾形线型热塑性高聚物，大分子的单体按头尾形式相互连接；式相互连接；聚合物基本上是无定型的，结晶度多不超过聚合物基本上是无定型的，结晶度多不超过10；主链是主链是非极性共价键非极性共价键C-C联结而成，联结而成，分子结分子结构中不含有活性较大的基团，构中不含有活性较大的基团，化学稳定性好化学稳定性好；有一定的机械强度，成型加工和焊接较方便有一定的机械强度，成型加工和焊接较方便 耐蚀性：除强氧化型酸如硝酸、铬酸、发烟硫酸和溴、氟外，对其他各种酸碱盐和有机化合物具有很高的化学稳定性。在空气中使用温度可达400，在

16、还原性介质中可达3000.；有优良的自润滑性，高导热性，低热膨胀系数，可导电。 因此，常用于热交换器、吸收塔、合成炉、离心泵、管子管件等。 影响耐蚀性的因素：（1）温度：温度升高腐蚀速度加快（2）内应力：内应力增加腐蚀速度加快（3）光：耐光性不好，变硬变脆老化应用：应用：常用耐蚀部件和设备常用耐蚀部件和设备应用领域应用领域：在化工、石油、化学冶金、医药、染料等方面作储槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、储槽、塔设备、电除雾器、离心泵、风机、管道（烟雾、海水等）、管件、阀门管道（烟雾、海水等）、管件、阀门等在硝酸、盐酸、硫酸和氯碱硝酸、盐酸、硫酸和氯碱生成系统应用最多改性聚氯乙烯改性聚氯乙烯：玻

17、璃纤维增强玻璃纤维增强RF-PVC, 石墨石墨提高导热性的提高导热性的聚氯乙烯，玻璃钢增强的聚氯乙烯，制成布的聚氯乙烯纤维布聚氯乙烯设备结构设计特点聚氯乙烯设备结构设计特点 根据特性和具体使用条件确定许用应力和安全系根据特性和具体使用条件确定许用应力和安全系数，利用数，利用金属设备所用公式计算强度和稳定性金属设备所用公式计算强度和稳定性； 采用采用长期拉伸强度根据经验公式计算许用应力长期拉伸强度根据经验公式计算许用应力； 根据使用场合、温度、压力等因素选取安全系数根据使用场合、温度、压力等因素选取安全系数n，工程上多取工程上多取4；11()23ttLS, 2.3 tLpDSCn 焊接系数焊接系

18、数与使用温度、板材厚度、焊条性能、焊接接头型式、焊接水平等有关，多取0.6，高质量焊接可达0.85-0.95以上； 焊条材料中常加有增塑剂，耐腐蚀和抗冲击性能不如母材，可采用单面或双面加强焊提高焊缝强度和单面或双面加强焊提高焊缝强度和保护焊缝保护焊缝； 聚氯乙烯的刚度小，为防止变形，顶盖和筒体结构采取加强措施提高刚性，加强筋加强筋/圈圈， 设计时避免断面的剧烈变化设计时避免断面的剧烈变化，筒体与平底的角焊缝连接处的加强结构加强圈比加强筋好，圆滑过渡的折边平底受力情况合理；2、聚乙烯（PE）耐蚀性好，优于聚氯乙烯，除耐蚀性好，优于聚氯乙烯，除强氧化剂强氧化剂（发烟硫酸、浓硝酸、王水）外，可以耐（

19、发烟硫酸、浓硝酸、王水）外，可以耐100oC以下几乎所有的酸、碱、盐以下几乎所有的酸、碱、盐耐溶剂性优于硬聚氯乙烯，几乎在室温下耐溶剂性优于硬聚氯乙烯，几乎在室温下不溶于任何溶剂，耐受稀醋酸、甲酸等的不溶于任何溶剂，耐受稀醋酸、甲酸等的腐蚀腐蚀可以采用成型加工方法和焊接，可以采用成型加工方法和焊接，常用作化工管道、贮槽、衬里等3、聚丙烯（PP） 耐蚀性：优于硬PVC ，除强氧化剂外，可以耐受100以下几乎所有的酸碱盐，发烟硫酸与浓硝酸不能用；耐溶剂性也优于硬PVC，几乎所有的溶剂在室温下都难于溶解PP；耐热性高于PVC50. 可焊接，常用作管道、贮槽、衬里等；但膨胀系数大（约是PVC的三倍），

20、高温时杨氏模量低，设计使用时应注意。4.氟塑料氟塑料含氟的塑料总称，含氟的塑料总称，PTFE, PCTFE, PEP 耐蚀性、耐热性、自润滑性和电性能优良耐蚀性、耐热性、自润滑性和电性能优良 聚四氟乙烯聚四氟乙烯，PTFE, F-4，“塑料王塑料王”，化学惰性高，耐老化能力强，在250 oC时长期使用，耐强氧强氧化剂（发烟硫酸、浓硝酸、王水）和其它各种酸、化剂（发烟硫酸、浓硝酸、王水）和其它各种酸、碱、盐碱、盐；除卤化胺、芳香烃等有机物使F-4微溶胀外，能耐各种溶剂；只有在高温和一定压力下才与熔融碱金属、元素氟、三氟化氯反应；常温下机械强度、刚性比其它塑料低，在负荷下易发生蠕变，线膨胀系数大，

21、导热性差，熔点高，成型加工困难，难粘结或焊接；常用作摩擦件、密封件、泵、阀门、膨胀节、热交换器、多孔板材和强腐蚀介质的过滤材料、化工设备的衬里和涂层等，5、合成树脂：1).酚醛树脂酚类与醛类缩聚而得，常用苯酚与甲醛缩合，具有立体网状结构。刚性大，柔性差，硬而脆，耐热性较好，马丁耐热温度（空气热变形温度）120.耐蚀性：非氧化性酸，各种化学介质较为稳定不耐蚀：氧化性酸，碱性介质2).环氧树脂最常用的是双酚A与环氧丙烷缩聚而成的双酚A环氧树脂。环氧树脂本身是线形的热塑性聚合物，无工程使用价值，使用时需加入固化剂使其交联成网状，成为不溶不熔的固化物，常用的固化剂为胺类、酸酐类。优点：粘合力强，常用做

22、粘合剂，抗弯强度较好，热膨胀系数小，可浇铸，马丁热温度105-130，易与其他树脂复合。常用于涂料、玻璃钢、胶泥等。耐蚀：耐酸、碱及某些溶剂3.呋喃树脂环氧树脂 环氧树脂耐介质的浓度和温度化学介化学介质质浓度（浓度（%）温度（温度（）化学介质化学介质 浓度（浓度（%）温度（温度（）硫酸2066盐酸2060硫酸7040盐酸3635氢氟酸1020醋酸1066氢氧化钠3040苯-25苯酚-66氨水稀66甲醛4050双氧水2920环氧树脂改性的乙烯基酯树脂 891环氧乙烯基酯树脂耐介质的浓度和温度化学介质化学介质 浓度（浓度（%）温度（温度（）化学介质化学介质 浓度（浓度（%）温度（温度（）高氯酸10

23、65氯化钾100100草酸100100硫酸铜ALL100盐酸3265次氯酸钠1565铬酸2040氢氧化钠1075氢氟酸1049氢氧化钠5085硝酸3540氨水2555硫酸7070海水-90 6、橡胶：高弹性材料，分为天然橡胶与合成橡胶 合成橡胶主要有氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁晴橡胶、氟橡胶等。 耐蚀性：不透水、不透气，耐酸碱及大多数介质。 不耐蚀：强氧化性介质，油脂类有机介质。 优点：弹性高，耐低温性好，耐磨，绝缘，可作为密封、减震、安全防护等场合，常用板材、胶管、胶带等。5.3.1 耐腐蚀无机非金属材料耐腐蚀无机非金属材料 耐蚀性良好耐蚀性良好，耐蚀能力与材料的化学成分、矿物学组成、孔隙、结构类

24、型（无定形或结晶形）、高温下材料性质的变异和腐蚀介质的性质等有关 常用化工陶瓷的化学组成：硅酸盐硅酸盐为主 耐酸材料耐酸材料：含大量SiO2和Al2O3等， 耐碱材料耐碱材料：含大量碱性氧化物CaO, MgO等 材料的结构、矿物组成和化学成分对耐蚀性影响非常大1. 陶瓷的耐蚀性和特性指标陶瓷的耐蚀性和特性指标 硅酸盐材料硅酸盐材料耐大多数无机酸，但是不耐氢氟酸、300 oC以上磷酸、苛性碱及其溶液 硅酸盐材料中的Al2O3经高温煅烧后的结晶型耐较高温度下的酸、碱腐蚀 孔隙会降低材料的耐蚀性孔隙会降低材料的耐蚀性，在孔隙内生成的腐蚀产物：如果体积增大，就会由于产生内应力使材料胀裂；如果不溶，就会

25、阻滞介质进一步对材料进行腐蚀； 除氢氟酸和高温磷酸外，硅酸盐材料在酸中的腐蚀速度几乎与酸的种类无关，主要取决于酸的电离度和粘度特性指标特性指标机械强度、物理性能、孔隙率、化学稳定性机械强度、物理性能、孔隙率、化学稳定性 孔隙率和吸水率孔隙率和吸水率：孔隙是无机材料的重要性能指标，包括材料中的全部开口和闭口气孔，吸水前后的质量差吸水率干试件质量材料中孔隙体积孔隙率(%)材料总体积孔隙包括全部开口和闭口气孔，真空率；只计算与大气连通的开口气孔，显孔率； 不渗透性不渗透性：材料抵抗液体或气体渗碳的性能，如果发生渗透，即使材料不被腐蚀也不能用，通常将试件夹持在不渗性测试器中进行测定 耐热冲击性耐热冲击

26、性：反映材料承受稳定剧变能力的指标，常以抗热冲击系数B表示，计算值很难反映材料真实的耐热冲击性，一般直接通过实验确定：将试件加热至一定温度，然后置于流动的水或空气中急冷，以重复热变换直至出现裂纹时的次数或经过一定次数的热变换后机械强度降至某一规定值来表示。 耐酸耐酸/碱度碱度：表示材料耐蚀性，用粉状试样和块状试样的试验方法测定，最好针对给定的酸类和试验温度略高于使用温度进行，介质常采用20% NaOH100%试验后材料的质量耐酸度K(%)=试验前材料的质量应用 化工陶瓷（包括玻璃、搪瓷）主要成分化工陶瓷（包括玻璃、搪瓷）主要成分： 60-70% SiO2和20-30% Al2O3, 含少量碱金

27、属氧化物K2O、Na2O等 除氢氟酸、硅氟酸、热磷酸和浓碱氢氟酸、硅氟酸、热磷酸和浓碱外，几乎能耐任何化工介质，包括浓硝酸、各种硫酸、盐酸、王水、盐溶液和有机溶剂等 主要用于制造接触强腐蚀介质的塔器、贮槽、泵、风机、旋塞、管道、管件、防腐蚀衬里等设备结构设计特点设备结构设计特点 慎用手册上数据：力学性能随晶体结构组成、分布、气孔率等的不同而不同 强度低，强度低，常用于常压或压力较低、强度要求低的设备 为保证自由伸缩，为保证自由伸缩，容器壳体最好设计成圆筒形容器壳体最好设计成圆筒形或球形或球形 顶盖多采用碟形、椭圆形或半球形碟形、椭圆形或半球形，不易设计成平板形：防止干燥或烧成时塌陷变形 支座尽

28、量为裙式支座或凸圈式裙式支座或凸圈式 连接多采用承插结构承插结构 输送热介质应采用热补偿结构热补偿结构2. 其它硅酸盐材料其它硅酸盐材料 玻璃玻璃： 根据SiO2的含量和性能不同，分为：石英玻璃（高纯）、高硅氧玻璃（石英玻璃（高纯）、高硅氧玻璃（95）、）、硼硅酸盐玻璃硼硅酸盐玻璃(79，耐热玻璃或硬质玻璃，耐热玻璃或硬质玻璃) 花岗岩花岗岩：天然石材，主要矿相（长石、石：天然石材，主要矿相（长石、石英），少量矿相（云母、磁铁矿），含英），少量矿相（云母、磁铁矿），含70-75% SiO2, 约15%Al2O3, 约10% K2O和Na2O 铸石铸石：人工石材，用玄武岩、辉绿岩、某些：人工石材

29、，用玄武岩、辉绿岩、某些工业渣熔炼，含约工业渣熔炼，含约50% SiO2, 约15%Al2O3，其余为碱金属和铁氧化物四、四、树脂基复合材料玻璃钢树脂基复合材料玻璃钢增强剂增强剂：玻璃纤维（SiO2+其它氧化物）粘结剂粘结剂：各种树脂1. 化工玻璃钢常用树脂的耐蚀特性化工玻璃钢常用树脂的耐蚀特性性能：性能：优点优点：轻，比强度高，比模量高，耐蚀性好，介电性能优越，耐高温，化学稳定性好，电绝缘性较好不足不足：成型性能良好刚度较差，易老化，易蠕变。玻璃钢的性能特点玻璃钢的性能特点力学性能力学性能 突出特点是突出特点是比重小、比强度高，比重小、比强度高，高于铜合金和铝合金，有高于合金钢 各向异性非均

30、质材料各向异性非均质材料，应力，应力应变曲线上无应变曲线上无明显屈服点，明显屈服点，材料呈脆性破坏材料呈脆性破坏 力学性能与玻璃纤维的含量和排列分布情况力学性能与玻璃纤维的含量和排列分布情况有关有关：玻璃纤维含量为：玻璃纤维含量为50%时，性能优良。选时，性能优良。选择经纬强度不等的单向玻璃布或单向玻璃带做择经纬强度不等的单向玻璃布或单向玻璃带做增强材料时，可满足结构不同方向的受力要求增强材料时，可满足结构不同方向的受力要求玻璃钢的性能特点玻璃钢的性能特点耐化学腐蚀性能耐化学腐蚀性能 不导电不导电，电解质溶液中不会有离子溶解出来，电解质溶液中不会有离子溶解出来 对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐

31、等介质对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质有良好的有良好的化学稳定性化学稳定性。在强的非氧化性酸和在强的非氧化性酸和pH值变化范围广的介质中都有良好的适应性值变化范围广的介质中都有良好的适应性耐化学腐蚀性耐化学腐蚀性取决于取决于纤维、树脂、固化剂和纤维、树脂、固化剂和表面处理剂表面处理剂玻璃钢的性能特点玻璃钢的性能特点热性能和电性能热性能和电性能 导热系数低，可做良好的导热系数低，可做良好的隔热材料隔热材料 在高温的作用下，能吸收大量的热能，而且在高温的作用下，能吸收大量的热能，而且热传导很慢，可做热传导很慢，可做热防护材料、热烧蚀材料和热防护材料、热烧蚀材料和瞬时耐高温材料瞬时耐高温材料

32、耐热温度主要取决于树脂固化剂系统耐热温度主要取决于树脂固化剂系统 优良的优良的电绝缘材料电绝缘材料，抗电击穿强度高，可做，抗电击穿强度高，可做耐高压的电器零件耐高压的电器零件 玻璃钢的性能玻璃钢的性能表面性能和施工工艺性表面性能和施工工艺性 表面不易堆积腐蚀产物，不易积垢表面不易堆积腐蚀产物，不易积垢，因此用，因此用玻璃钢管道输送流体时，管道内阻力很小，摩玻璃钢管道输送流体时，管道内阻力很小，摩擦系数也低擦系数也低 施工工艺性好施工工艺性好 (1)(1)热固性玻璃钢热固性玻璃钢粘结剂粘结剂分类：酚醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂和有机硅树脂等。特点特点：优点 成形工艺简单、质量轻、比强度高、耐蚀性能

33、好；缺点 弹性模量低(1/51/10结构钢)、耐热度低(250)、易老化。 树脂改性改善性能：酚醛树脂和环氧树脂混溶的玻璃钢即有良好粘接性, 又降低了脆性，还保持了耐热性, 也具有较高的强度。用途用途：机器护罩、车辆车身、绝缘抗磁仪表、耐蚀耐压容器和管道及各种形状复杂的机器构件和车辆配件。分类分类(2)(2)热塑性玻璃钢热塑性玻璃钢粘结剂粘结剂分类：尼龙、聚烯烃类、聚苯乙烯类等。特点特点：强度不如热固性玻璃钢, 但成形性好、生产率高，且比强度不低。用途用途： 尼龙66玻璃钢：刚度、强度、减摩性好，作轴承、轴承架、齿轮等精密件、电工件、汽车仪表、前后灯等； ABS玻璃钢：化工装置、管道、容器、 聚苯乙烯玻璃钢：汽车内装、收音机机壳、空调叶片等 聚碳酸酯玻璃钢：耐磨、绝缘仪表等 常用玻璃钢的常用玻璃钢的特点特点 环氧玻璃钢环氧玻璃钢综合性能最好，机械强度高于其综合性能最好，机械强度高于其它的玻璃钢，加工不大方便它的玻璃钢，加工不大方便(粘度大粘度大)，成型时，成型时需要加热，成型大制件困难需要加热，成型大制件困难酚醛玻璃钢酚醛玻璃钢耐热性最好可以在耐热性最好可以在200下长期使下长期使用。耐电弧性，耐烧蚀，质脆，成型时尺寸不用。耐电弧性，耐烧蚀，质脆，成型时尺寸不稳定，收缩率大稳定，收缩率大聚酯玻璃钢聚酯玻璃钢加工性能好，可在室温下固化成型，加工性能好，可在室温下固化成型，可