不飽和樹(shù)脂硅橡膠簡(jiǎn)介

不飽和樹(shù)脂硅橡膠是一種熱固性樹(shù)脂，當(dāng)其在熱硫化的作用下，可固化成為一種不溶不融的高分子網(wǎng)狀聚合物。

不飽和聚酯樹(shù)脂是一種熱固性樹(shù)脂，當(dāng)其在熱或引發(fā)劑的作用下，可固化成為一種不溶不融的高分子網(wǎng)狀聚合物。但這種聚合物機(jī)械強(qiáng)度很低，不能滿足大部分使用的要求，當(dāng)用玻璃纖維增強(qiáng)時(shí)可成為一種復(fù)合材料，俗稱(chēng)"玻璃鋼"(英文名Fiber Reinforced Plastics 簡(jiǎn)稱(chēng)FRP)。"玻璃鋼"的機(jī)械強(qiáng)度等各方面性能與樹(shù)脂澆鑄體相比有了很大的提高。

以不飽和樹(shù)脂為基材的玻璃鋼(UPR-FRP)具有以下特性:

輕質(zhì)高強(qiáng)

FRP的密度為1.4-2.2g/cm3，比鋼輕4-5倍，而其強(qiáng)度卻不小，其比強(qiáng)度超過(guò)型鋼、硬鋁和杉木。這對(duì)于航空、航天、火箭、導(dǎo)彈、軍械及運(yùn)輸?shù)刃枰獪p輕自重的產(chǎn)品具有非常重要的意義。例如波音747噴氣客機(jī)在主要結(jié)構(gòu)上應(yīng)用的FRP部件達(dá)2.2噸，有效地節(jié)省了飛機(jī)燃料，提高了航速，延長(zhǎng)了續(xù)航時(shí)間，增加了有效載荷。見(jiàn)表1。

表1 UPR-FRP與其他材料的性能

材料 相對(duì)密度(g/cm3) 極限拉伸強(qiáng)度(Mpa) 比強(qiáng)度

(×103cm) 拉伸彈性模量(Gpa) 比模量

(×103cm)

UPR-FRP 1.5-1.7 352 2076.6 19.71 115.9

鋼 7.8 880 1128.2 204.16 261.7

硬鋁 2.8 457.6 1634.2 70.4 251.4

杉木 0.5 70.4 1408.0 9.86 197.2

耐腐蝕性能良好

UPR-FRP是一種良好的耐腐蝕性材料，能耐一般濃度的酸、堿、鹽類(lèi)，大部分有機(jī)溶劑、海水、大氣、油類(lèi)，對(duì)微生物的抵抗力也很強(qiáng)，正廣泛應(yīng)用于石油、化工、農(nóng)藥、醫(yī)藥、染料、電鍍、電解、冶煉、輕工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)諸領(lǐng)域，發(fā)揮著其他材料無(wú)法替代的作用。

電性能優(yōu)異

UPR-FRP絕緣性能極好，在高頻作用下仍能保持良好的介電性能。它不反射無(wú)線電波，不受電磁的作用，微波透過(guò)性良好，是制造雷達(dá)罩的理想材料。用它制造儀表、電機(jī)、電器產(chǎn)品中的絕緣部件能提高電器的使用壽命和可靠性。見(jiàn)表2。

表2 UPR-FRP的介電性能

體積電阻率

(Ω cm) 介電強(qiáng)度

(KV mm-1) 介電常數(shù)

(60Hz) 功率因數(shù)

(60Hz) 耐電弧性

(S)

1012~1014 15-20 3.0-4.4 0.003 125

獨(dú)特的熱性能

UPR-FRP的導(dǎo)熱系數(shù)為0.3-0.4Kcal/mh℃，只有金屬的1/100-1/1000，是一種優(yōu)良的絕熱材料，用其制成的門(mén)窗是第五代新型節(jié)能建材。另外，F(xiàn)RP線脹系數(shù)也很小，與一般金屬材料接近，所以FRP和金屬連接不致受熱膨脹產(chǎn)生應(yīng)力，有利于其與金屬基材或混凝土結(jié)構(gòu)粘接。

加工工藝性能優(yōu)異

UPR的加工工藝性能優(yōu)異，工藝簡(jiǎn)單，可一次成型，既可常溫常壓成型，又可以加溫加壓固化，而且在固化過(guò)程中無(wú)低分子副產(chǎn)物生成，可制造出比較均一的產(chǎn)品。由于其工藝性能優(yōu)異，近年來(lái)已被廣泛用于制作工藝品、仿大理石制品、聚酯漆等非玻璃纖維增強(qiáng)型材料。

材料的可設(shè)計(jì)性好

UPR-FRP是以UPR為基體，以玻璃纖維為增強(qiáng)骨材的復(fù)合材料，二者經(jīng)過(guò)一次性加工成型為最終形狀的制品。所以FRP不僅僅是一種材料，同時(shí)也是一種結(jié)構(gòu)。所謂可設(shè)計(jì)性包含兩方面內(nèi)容:(1)功能設(shè)計(jì);通過(guò)選擇合適的UPR和玻璃纖維可以制成具有各種特殊功能的FRP制品，如:可以制成耐腐蝕的產(chǎn)品;可以制成耐瞬時(shí)高溫的產(chǎn)品;可制成透光板材;可制成耐火阻燃制品;可制成耐紫外線制品……(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):可以根據(jù)需要，靈活地設(shè)計(jì)出各種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，如玻璃鋼門(mén)窗、玻璃鋼格柵、玻璃鋼管、玻璃鋼槽、玻璃鋼罐等。

任何一種材料都不是萬(wàn)能的，F(xiàn)RP也不例外。首先FRP與金屬相比有許多本質(zhì)上差別，例如金屬是各向同性材料，而FRP是各向異性材料，金屬在應(yīng)力作用下，一般分為彈性變形與塑性變形兩個(gè)階段，而FRP在應(yīng)力作用下一般沒(méi)有顯著的塑性變形階段，沒(méi)有屈服點(diǎn)，在受力過(guò)程中有分層現(xiàn)象，在超負(fù)荷時(shí)容易突然斷裂。其次FRP的模量較低，比鋼材差10倍，因此凡對(duì)剛性要求高的產(chǎn)品必須進(jìn)行精心設(shè)計(jì)。第三，F(xiàn)RP的耐熱比金屬材料相差甚遠(yuǎn)，到目前為止FRP的長(zhǎng)期使用溫度還只限于200℃以下。

硅橡膠的生產(chǎn)廠家一般擁有數(shù)十個(gè)乃至上百個(gè)品種牌號(hào)，多是按照商品特性和用途編號(hào)，也有按照硫化方式和化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)的。按照硫化溫度，硅橡膠可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠。從包裝形式上則可以分為單組分、雙組分室溫硫化硅橡膠。按照聚合度，硅橡膠還可以分為混煉型硅橡膠和液體硅橡膠。

硅橡膠系列產(chǎn)品分類(lèi)可見(jiàn)圖所示。