纖維增強(qiáng)熱同性塑料

纖維增強(qiáng)熱固性塑料的用途如下：用量最大的是玻纖增強(qiáng)不飽和聚酯樹脂，其次是玻纖或碳纖及其他纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂、改性酚醛樹脂等。主要用途有：

（1）用于比強(qiáng)度比模量方面：玻纖增強(qiáng)塑料的高壓容器、螺旋漿,汽車保險杠殼體、葉片；碳纖維增強(qiáng)塑料的飛機(jī)機(jī)翼、起落架、壓氣機(jī)葉片、汽車驅(qū)動軸、片彈簧、分離軸的高速離心轉(zhuǎn)筒、大型電機(jī)護(hù)環(huán)、紡織機(jī)械中的劍桿；硼纖增強(qiáng)環(huán)氧樹脂用于戰(zhàn)斗機(jī)的水平穩(wěn)定器、方向舵、直升飛機(jī)的旋翼；硼纖 碳纖，芳香纖紙 碳纖增強(qiáng)塑料用于機(jī)翼、水平及垂直穩(wěn)定器以及航天、飛機(jī)上的其他許多零件或部件；

（2）用于高級體育用品中需要高強(qiáng)度、高模量的制品：網(wǎng)球拍、撐桿跳用桿、賽車、賽艇、雪橇、高爾夫球棍、釣魚竿等；

（3）用于耐腐蝕方面：泵、閥、風(fēng)機(jī)、管道、管配件、化工容器、貯槽、酸洗槽、槽車、設(shè)備村里、反應(yīng)塔、吸收塔、過濾器、攪拌器、涼水塔、船體等；

（4）用于儀器儀表、電氣電器等絕緣材料、開關(guān)、插座、殼體、手柄、印刷線路板電機(jī)套環(huán)、絕緣板材標(biāo)準(zhǔn)尺；

（5）用于醫(yī)療用品：人造關(guān)節(jié)、X—射線床板；

（6）其他方面：如刮片電瓶殼、汽車方向盤、安全帽、大型水池、煙囪以及浴缸等家庭用品。

碳纖維增強(qiáng)塑料( CFRP)是南合成樹脂和碳纖維纖維或其織物經(jīng)復(fù)合工藝、制作而成的一種用途廣泛的復(fù)合材料，與鋼材相比，CFRP的主要特點(diǎn)有：

（1）抗拉強(qiáng)度高：CFRP的順纖維方向抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)大于普通鋼筋，與高強(qiáng)鋼絲接近，且在達(dá)到抗拉強(qiáng)度之前，幾乎沒有塑性變形產(chǎn)生。但均勻性較鋼材較差，各向異性，抗剪和抗多軸向力強(qiáng)度低，CFRP抗剪強(qiáng)度通常不超過其抗拉強(qiáng)度的10%左右，在將CFRP用作預(yù)應(yīng)力筋及進(jìn)行CFRP的材性試驗時，相應(yīng)的錨、夾具需專門研制；

（2）抗腐蝕性和耐久性好：CFRP具有很好的抗腐蝕性和耐久性，因而可提高結(jié)構(gòu)使用壽命，尤其用于腐蝕性較大的環(huán)境效果更為顯著。除了強(qiáng)氧化劑外，一般如濃鹽酸、30%的硫酸、堿等對其均不起作用；

（3）自重輕：CFRP密度僅為鋼材的25%左右，建筑結(jié)構(gòu)中采用時，施工非常方便，可降低勞動力費(fèi)用，當(dāng)用于舊有結(jié)構(gòu)的維修加固時效果更為明顯；

（4）熱膨脹系數(shù)與}昆凝土相近：當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，CFRP與混凝土協(xié)同工作，兩者問不會產(chǎn)生大的溫度應(yīng)力；

（5）彈性模量小：CFRP的彈性模量約為普通鋼筋的25%~70%，這樣，CFRP混凝土結(jié)構(gòu)的撓度較大和裂縫開展較寬將不可避免；

（6）其他的性能包括：應(yīng)力一應(yīng)變曲線呈線性分布；減震性能好，其自振頻率很高，可避免早期共振，且內(nèi)阻很大，若發(fā)生激振，衰減快：材料柔軟，產(chǎn)品形狀幾乎不受限制，還可以任意著色，將結(jié)構(gòu)形式和材料美學(xué)統(tǒng)一起來。

常用的增強(qiáng)纖維有玻璃纖維、碳纖維、塑膠等。作為纖維增強(qiáng)材料的還有硼纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維和芳綸纖維等。土木工程領(lǐng)域常用的FRP材料主要有；碳纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料( CFRP)、玻璃纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料(GFRP)、芳綸纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料( AFRP)。

纖維增強(qiáng)熱同性塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料

玻璃纖維增強(qiáng)塑料（GFRP，也稱玻璃鋼），是由合成樹脂和玻璃纖維或其織物經(jīng)復(fù)合工藝、制作而成的一種用途廣泛的復(fù)合材料。它具有玻璃般的透明性或半透明性，又具有鋼鐵般的高強(qiáng)度而得名。如用玻璃纖維去增強(qiáng)熱塑性塑料，可稱為熱塑性玻璃鋼；如用玻璃纖維增強(qiáng)熱同性塑料，就叫做熱同性玻璃鋼。目前生產(chǎn)的玻璃鋼主要指熱同性而言。

纖維增強(qiáng)熱同性塑料性能特點(diǎn)

玻璃鋼有兩大優(yōu)點(diǎn)：一是玻璃鋼的密度小，強(qiáng)度大，比鋼鐵結(jié)實，比鋁輕，比重只有普通鋼材的1/4~1/16，而機(jī)械強(qiáng)度卻為鋼的3~4倍；二是玻璃鋼具有瞬間耐高溫特性；是具有良好的耐酸堿腐蝕特性及不具有磁性。另外，玻璃鋼容易著色，能透過電磁波等特性；玻璃鋼的強(qiáng)度可以用鋼筋混凝土作比喻。在鋼筋混凝土中，承受外力的主要是鋼筋，但混凝土卻是不可缺少的，它將鋼筋粘結(jié)為一個整體，不但賦予建筑構(gòu)件以一定的外形，而且增加了強(qiáng)度。在玻璃鋼中，玻璃纖維的作用猶如鋼筋，而合成樹脂則起著膠結(jié)的作用，兩者的結(jié)合使玻璃鋼具有驚人的強(qiáng)度。

纖維增強(qiáng)熱同性塑料成型特點(diǎn)

玻璃鋼產(chǎn)品可以根據(jù)不同的使用環(huán)境及特殊的性能要求，自行設(shè)計復(fù)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(chǎn)品使用時的性能要求，因此，玻璃鋼材料是一種具有可設(shè)計性的材料品種。

玻璃鋼的成型工藝方法有多種，最簡單的是手工糊制方法，其他方法有模壓工藝成型方法，經(jīng)過專門設(shè)計、專業(yè)制造的纖維纏繞成型方法；綜合注射、真空、預(yù)成型增強(qiáng)材料或預(yù)設(shè)墊料的模塑方法達(dá)到制品高性能指標(biāo)、由計算機(jī)進(jìn)行程序控制的先進(jìn)的自動化成型方法，玻璃鋼產(chǎn)品制作成型時可一次性完成。

只要根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計，選擇合適的原材料鋪設(shè)方法和排列程序，就可以將玻璃鋼材料和結(jié)構(gòu)一次性地完成，避免了金屬材料通常所需要的二次加工，從而大大降低產(chǎn)品的物質(zhì)消耗，減少人力和物力的浪費(fèi)。

玻璃鋼成型溫度低，節(jié)約能源。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(jìn)行，其成型溫度遠(yuǎn)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。

（1）碳纖維增強(qiáng)熱同性塑料

熱同性塑料是碳纖維增強(qiáng)塑料應(yīng)用較早的基體材料，它的主要成分是熱同性合成樹脂，此外還加入一些添加劑二主要包括碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂、碳纖維增強(qiáng)聚丙烯酞胺樹脂、碳纖維增強(qiáng)聚酞亞胺、碳纖維增強(qiáng)聚丙烯酞胺樹脂、碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂等。

碳纖維增強(qiáng)的熱同性樹脂主要用于強(qiáng)度和剛性要求較高、而密度要求較小的器械或設(shè)備中，用酚醛樹脂和碳纖維制成的復(fù)合材料可作為宇宙飛行器外表面的防熱層、火箭嗩嘴等．而碳纖維與環(huán)氧樹脂制成的復(fù)合材料由于強(qiáng)度高，多用于飛機(jī)和宇宙飛行器上作為結(jié)構(gòu)材料。

（2）碳纖維增強(qiáng)熱塑性塑料

熱塑性塑料作為纖維增強(qiáng)塑料的基體，比熱同性塑料晚些。由于熱塑性塑料只靠加熱熔融，不需要制成預(yù)成形材料就可以制成復(fù)合材料，成形工藝比熱同性塑料簡單，成形時間短、損壞部分比較容易修補(bǔ)等原因，近年來的應(yīng)用開發(fā)較快。主要有碳纖維增強(qiáng)聚丙烯、碳纖維增強(qiáng)聚甲醛、碳纖維增強(qiáng)聚醚礬、碳纖維增強(qiáng)聚苯硫醚、碳纖維增強(qiáng)聚醚醚酮等。

內(nèi)容介紹

《纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)標(biāo)準(zhǔn)匯編(上)(第3版)》規(guī)定了纖維增強(qiáng)塑料即聚合物基纖維復(fù)合材料用術(shù)語。適用于制定標(biāo)準(zhǔn)、修訂標(biāo)準(zhǔn)，編寫書刊及有關(guān)技術(shù)文件等?！独w維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)標(biāo)準(zhǔn)匯編(上)(第3版)》分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；試驗方法標(biāo)準(zhǔn)兩部分，主要內(nèi)容包括：纖維增強(qiáng)塑料術(shù)語；纖維增強(qiáng)塑料性能試驗方法總則等。

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