玻璃钢基础知识培训教程

玻璃钢基础知识培训教程第1页/共38页什么是复合材料？由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。基体增强体复合材料=+第2页/共38页基体材料复合材料中组分中的连续相。基体材料树脂基体金属基体陶瓷基体轮胎、玻璃钢航天飞机构件耐高温发动机第3页/共38页增强体材料复合材料中组分中分散的，被基体材料包容的增强相。增强体材料连续纤维增强短纤维增强颗粒增强碳纤维增强树脂，玻璃钢炭黑颗粒增强橡胶尼龙短纤维增强树脂第4页/共38页复合材料的特点复合材料既是材料，也是结构！同一性

一体性：构件加工成型过程中复合材料随之形成可设计性：力学、机械性能、热、声、光、电、防腐、抗老化等物理、化学性能工艺依赖性：构件性能对工艺方法、过程、参数依赖性较大复合效应：复合后形成新的性能第5页/共38页什么是“玻璃钢”？

玻璃纤维增强树脂基复合材料，是一种塑料。树脂玻璃纤维玻璃钢=+第6页/共38页玻璃钢发展历史时间事件1932年在美国出现树脂基复合材料1940年手糊成型制成了玻璃纤维增强聚酯的雷达罩1944年美国莱特空军发展中心利用玻璃钢制造的小型飞机试飞成功1945年二战期间扩展到民用1946年纤维缠绕成型技术在美国出现，为玻璃钢压力容器的制造提供了技术储备1949年玻璃纤维预混料研制成功1950年真空袋压成型工艺研究成功60年代玻璃纤维-聚酯树脂喷射成型技术得到了应用1961年片状模塑料(SMC)在法国问世1963年在美、法、日开始了玻璃纤维复合材料规模化生产70年代树脂反应注射成型(RIM和RRIM)技术研究成功1972年美国PPG公司研究成功热塑性片状模型料成型技术80年代离心浇铸成型法问世第7页/共38页树脂基体固化反应历程：树脂主剂+固化剂固化成型聚合物促进剂液液固树脂主剂：不饱和聚酯、环氧树脂、聚氨酯树脂在玻璃钢成型过程中主要起连续连结增强体材料的作用！第8页/共38页树脂基体主要性能参数：性能参数单位意义特征工艺关联密度g/cm3表征单位体积树脂重量密度高则重量较重固有特性，无关联粘度mPa·s表征树脂流动的难易程度粘度低则较易流动，反之则较难流动温度影响较大凝胶时间min表征树脂胶化时间的长短凝胶时间长则利用操作，但会延长工作周期影响操作时间固化-放热特性℃-min表征树脂固化过程中的热量变化达某一特定温度(40~50℃)后迅速升温现场注胶温度控制第9页/共38页树脂基体其它性能参数：

耐温性耐湿性抗化学腐蚀性疲劳寿命

拉伸性能弯曲性能冲击韧性很好的渗透性第10页/共38页树脂基体——

不饱和聚酯特性：耐热性力学性能较好耐腐蚀性能固化时体积收缩率大适用于手糊成型固化剂：过氧化甲乙酮

促进剂：萘酸钴第11页/共38页树脂基体——

不饱和聚酯毒性苯乙烯有毒！头痛头晕食欲减退红血球和血小板减少高浓度时对黏膜有较强烈刺激作用防护戴好防护口罩+

保持良好通风+

注意密封保存第12页/共38页树脂基体——

环氧树脂特性：固化范围广粘附力强收缩性低力学性能优良良好的耐腐蚀性能真空灌注及模具成型固化剂：胺类固化剂（多元伯胺或聚酰胺）第13页/共38页树脂基体——

环氧树酯毒性环氧树脂本身毒性很低，毒性主要来源于固化剂！

急性毒性。对皮肤、黏膜的刺激作用。固化剂的过敏作用。固化剂的其他毒害作用。

将操作区域与非操作区域有意识地划开，尽可能自动化、密闭化，安装通风设施等等。加强劳动保护，采用防护手套、服装等办法，尽量避免固化剂与皮肤接触。操作场所及时清扫，保持卫生。及时清洗手、脸等外露皮肤，如果眼、喉等器官受到侵害，应请医生处理。安全操作及防护办法第14页/共38页树脂基体——

聚氨酯特性：低温胶接强度优异胶层耐磨性好极高的粘附性粘接工艺性较好改性容易耐振动、耐疲劳性能好适用于叶片油漆第15页/共38页树脂小结手糊制作包边和修补加强模具胶衣层和叶片灌注制作叶片油漆不饱和聚酯环氧树脂聚氨酯基体树脂第16页/共38页玻璃纤维增强材料玻璃纤维作为增强体，提供玻璃钢的主要力学性能！单丝毡织物无捻粗纱短切毡表面毡连续毡单轴向布双轴向布三轴向布四轴向布分类第17页/共38页玻璃纤维增强材料主要性能参数：性能参数单位意义特征工艺关联克重kg/m2表征单位面积重量密度高则重量较重固有特性，无关联厚度mm表征毡或织物的厚度厚度大则铺层设计较厚必须考虑工艺铺层可燃物含量%表征玻纤中杂质的含量可燃物含量高则杂质含量高影响界面强度断裂延伸率%表征玻纤抗拉程度断裂延伸率高则力学性能较好影响各方向力学性能设计第18页/共38页玻璃纤维——无捻粗纱线密度TEX数(g/km)1200TEX2400TEX用途缠绕螺纹做根端件第19页/共38页玻璃纤维——表面毡描述用途

由细玻璃纤维丝制成，克重在30~100g/m2之间

表面随型，提高表观质量，用于制作阴模表面增强层。第20页/共38页玻璃纤维——短切毡描述用途

由约50mm长的玻璃纤维丝随机均匀铺陈在网带上制成，克重一般要求在450g/m2。过渡粘接性良好，具有一定的强度。

用于制作阴模表面过渡层。第21页/共38页玻璃纤维——连续毡描述用途由玻璃原丝呈8字型铺敷在连续移动网带上粘合制成，克重在150~650g/m2之间。提高纤维的渗透性，有利于树脂的浸润。

用于根端增强布铺层辅助导流。第22页/共38页玻璃纤维——单轴向布描述用途

全部为经纱，用纱线编织而成。在经纱方向具有极高的抗拉强度。

成型主梁，根端增强UD棒，蒙皮后缘加强。第23页/共38页玻璃纤维——双轴向布描述用途两层粗纱成±45°或±90排列而成的缝编织物。具有良好的抗剪切性能。

成型腹板。第24页/共38页玻璃纤维——三轴向布描述用途

三层粗纱按0°，±45°或90°，±45°方向排列。既在指定方向上具备优异的抗拉性能，又具备良好的剪切性能。

成型蒙皮，内外包边。第25页/共38页玻璃纤维——四轴向布描述用途四层粗纱按±45°，0°，90°方向顺序排列。既在指定方向上具备优异的抗拉性能，又具备良好的剪切性能。

成型阴模增强层。第26页/共38页玻璃纤维小结分类：无捻粗纱，毡（表面毡、短切毡、连续毡），缝编布（单轴向布、双轴向布、三轴向布、多轴向布）。特点：根据不同力学性能设计要求可灵活组合。用途：叶片制造各环节中成型玻璃钢，提供需要的力学强度。第27页/共38页芯材介绍表层材料——玻璃钢胶粘剂夹芯材料“工字钢”原理：以极轻的质量大幅提高面内剪切性能！成型蒙皮、腹板第28页/共38页芯材介绍Balsa轻木PVC泡沫产于南美洲的天然树木经过砍伐加工而成，质量特别轻，强度优异。聚氯乙烯经化工发泡制成，成本低，强度高。第29页/共38页玻璃钢的优点

轻质高强防腐变形小隔热性能佳无磁性介电性能优良设计灵活性大第30页/共38页玻璃钢的应用领域风能第31页/共38页玻璃钢的应用领域航空航天领域法国阿里安娜V型导弹火箭发动机美国F-22军用飞机第32页/共38页玻璃钢的应用领域建筑工业领域房屋格栅