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关于玻璃钢的基本性能,你知道多少?

来源:http://www.hnhrfdbl.com/news/110.html    发布时间:2021-08-16    点击:33

玻璃钢具有密度小,良好的介电绝缘性能和良好的隔热性能以及吸水性、热膨胀性能等。

密度

玻璃钢密度介于1.5~2.0之间,只有普通碳钢的1/4~1/5,比轻金属铝还要轻1/3左右,而机械强度却很高,某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢,其拉伸、弯曲和压缩强均达到400MPa以上。按比强度计算,玻璃钢不仅大大超过普通碳钢,而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。

玻璃钢与几种金属的密度、抗伸强度和比强度比较见表1所示。

表1

*比强度:即单位密度下的拉伸强度,也就是材料的抗拉强度与密度之比,用以说明其轻质高强的程度。

电性能

玻璃钢有优良的电绝缘性能,可作为仪表、电机及电器中的绝缘零部件,在高频作用下仍然保持良好的介电性能。在绝缘材料中,用玻璃纤维布代替纸及棉布,可提高绝缘材料的绝缘等级,在用相同树脂的情况下,至少能提高一个等级。玻璃钢占绝缘材料用量的1/3~1/2。在一些大型电机中,如12.5万KW电机,要用几百千克玻璃钢作绝缘材料。此外玻璃钢不受电磁影响,而且有良好的透微波性能。 表2介绍了几种玻璃钢的介电性能。

表2

热性能

玻璃钢有良好的热性能,它的比热大,是金属的2~3倍,导热系数比较低,只是金属材料的1/100~1/1000。

此外,某些品种玻璃钢的耐瞬时高温性能也十分突出,如酚醛型高硅氧布玻璃钢,在遇极高温度时,产生碳化层,可有效地保护火箭、导弹及宇宙飞船在穿过大气层时需要承受的5000~10000K高温及高速气流的作用。表3列出了几种材料的热性能。

表3

由表3可以看出,玻璃钢具有良好的热绝缘性能,这是金属材料无法比拟的。

耐老化性能

任何材料都存在老化问题,玻璃钢也不例外,只是速度和程度不同而已。玻璃钢在大气曝晒、湿热、水浸泡及腐蚀介质等作用下,性能有所下降,在长期使用过程中会使光泽减退、颜色变化、树脂脱落、纤维裸露、分层等现象。但随着科学技术进步,人们可以采取必要的防老化措施,改善使用性能,提高产品的使用寿命。例如玻璃钢放在哈尔滨地区进行自然老化试验,板材拉伸强度下降最少,小于20%;弯曲强度次之,一般不超过30% ;压缩强度下降最多,波动也最大,一般为25%~30% 。见下表4所示。

表4

此外,室外风、雨及阳光曝晒,会使玻璃钢表层树脂脱落,应注意定期维护。

长期耐温性及耐燃性

玻璃钢的耐温性及耐燃性取决于所用的树脂,长期的使用温度不能超过树脂的热变形温度。

通用的环氧及聚酯玻璃钢,都是易燃的,对于有防火要求的结构物,要用阻燃树脂或加阻燃剂,因此在使用玻璃钢时,应充分注意。

一般玻璃钢不能在高温下长期使用。如聚酯玻璃钢在40℃~45℃以上,环氧玻璃钢在60℃以上,强度开始下降。

近年来出现了一些耐高温的玻璃钢。如脂环族环氧玻璃钢,聚酰亚胺玻璃钢等,但长期工作温度也只能在200-300℃以内,远较金属的长期使用温度的低。

综上所述五个方面的物理性能,可见玻璃钢和金属、陶瓷等材料不同,因此在使用上要发挥其长处,注意合理使用。

例如,玻璃钢低温性能好,强度不下降,因此北方冬季虽然室外气温降到-45℃~50℃,可玻璃钢并不发脆。一般冷却塔、防雨棚等室外构筑物,在北方冬季里使用仍很安全。相反,玻璃钢在高温环境下要用专门的树脂和配方,例如在100℃长期使用,就要采用耐高温配方,用专门的工艺条件成型才行,否则玻璃钢在长期100℃以上持续工作,就会遭到破坏。

玻璃钢的化学性能

玻璃钢主要的化学性能就是它有突出的耐腐蚀性。它不仅不会像金属材料那样生锈腐蚀;同时,也不会像木材那样腐烂,而且几乎不被水、油等介质所侵蚀,可以代替不锈钢在化工厂中用来制造贮罐、管道、泵、阀等,不仅使用寿命长,而且不需采取防腐、防锈或防虫蛀等防护措施,减少了维修费用。玻璃钢在耐腐蚀方面的应用是很广泛的,国外一些主要工业国家,玻璃钢用作耐腐制品方面都在13%以上,其用量有逐年增高趋势。国内用量也不少,大都用作金属设备的衬里,以保护金属。

玻璃钢的耐腐蚀性,主要取决于树脂,作为玻璃钢用的树脂,其耐腐蚀性是好的,但单纯的用树脂涂覆在金属表面上,会出现较严重的龟裂裂缝,起不到防渗漏和保护金属的作用。在树脂中添加一定量的玻璃纤维后,将树脂中出现较严重龟裂的可能性转化为数量众多的微小裂缝,而这些小裂缝形成一个贯串裂缝的机率是很小的,而相互间还有止裂作用,这样可以阻止化学溶液介质的渗透腐蚀。

玻璃钢不仅对多种低浓度的酸、碱、盐介质及溶剂有较好的稳定性,而且有抗大气、海水和微生物作用的良好性能。

不过,对于不同的腐蚀性介质,应选择适当的树脂和玻璃纤维及其制品。关于玻璃钢防腐,近几年来应用越来越普遍,显示了防腐投资少,使用寿命长,节约大量不锈钢材等方面的优越性,取得了显著的经济效果。

通常把玻璃钢放在不同腐蚀介质中,称量其质量的变化,来评定耐腐蚀性能好坏。质量变化小,耐腐蚀性能好;质量变化大,耐腐蚀性能就差。

下表表5列出几种玻璃钢在不同浓度的酸碱溶液中的质量比及表6为聚酯玻璃钢在酸碱等介质中弯曲强度保留率。

表5

表6

*浸泡时间为一年。


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