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一、玻璃鋼

        玻璃鋼（FRP）亦稱作GFRP，即纖維強化塑料，一般指用玻璃纖維增強不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂基體，以玻璃纖維或其制品作增強材料的增強塑料，稱為玻璃纖維增強塑料，或稱為玻璃鋼，不同于鋼化玻璃。

        由于所使用的樹脂品種不同，因此有聚酯玻璃鋼、環(huán)氧玻璃鋼、酚醛玻璃鋼之別。質(zhì)輕而硬，不導電，性能穩(wěn)定，機械強度高，回收利用少，耐腐蝕?？梢源驿摬闹圃鞕C器零件和汽車、船舶外殼等。

        玻璃鋼學名纖維增強塑料，俗稱FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纖維增強復(fù)合塑料。根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強復(fù)合塑料（GFRP），碳纖維增強復(fù)合塑料（CFRP），硼纖維增強復(fù)合塑料等。它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強材料，以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。纖維增強復(fù)合材料是由增強纖維和基體組成。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在10μm以下，缺陷較少又較小，斷裂應(yīng)變約為千分之三十以內(nèi)，是脆性材料，易損傷、斷裂和受到腐蝕?；w相對于纖維來說，強度、模量都要低很多，但可以經(jīng)受住大的應(yīng)變，往往具有粘彈性和彈塑性，是韌性材料。

二、原理

        復(fù)合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的材料復(fù)合在一起，組成另一種能滿足人們要求的材料，即復(fù)合材料。例如，單一種玻璃纖維，雖然強度很高，但纖維間是松散的，只能承受拉力，不能承受彎曲、剪切和壓應(yīng)力，還不易做成固定的幾何形狀，是松軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起，可以做成各種具有固定形狀的堅硬制品，既能承受拉應(yīng)力，又可承受彎曲、壓縮和剪切應(yīng)力。這就組成了玻璃纖維增強的塑料基復(fù)合材料。由于其強度相當于鋼材，又含有玻璃組分，也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能，象玻璃那樣，歷史上形成了這個通俗易懂的名稱“玻璃鋼”，這個名詞是由原國家建筑材料工業(yè)部部長賴際發(fā)同志于1958 年提出的，由建材系統(tǒng)擴至全國。玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強材料、合成樹脂作粘結(jié)劑的增強塑料，國外稱玻璃纖維增強塑料。隨著我國玻璃鋼事業(yè)的發(fā)展，作為塑料基的增強材料，已由玻璃纖維擴大到碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等，無疑地，這些新型纖維制成的增強塑料，是一些高性能的纖維增強復(fù)合材料，再用玻璃鋼這個俗稱就無法概括了。考慮到歷史的由來和發(fā)展，通常采用玻璃鋼復(fù)合材料，這樣一個名稱就較全面了。

三、產(chǎn)品分類：

玻璃鋼罐：玻璃鋼儲罐，鹽酸儲罐，硫酸儲罐，反應(yīng)罐，防腐儲罐，化工儲罐，運輸儲罐，食品罐，消防罐等；

玻璃鋼管：玻璃鋼管道，玻璃鋼夾砂管，玻璃鋼風管，玻璃鋼電纜管，玻璃鋼頂管，玻璃鋼工藝管等；

塔器：干燥塔，洗滌塔，脫硫塔，酸霧凈化塔，交換柱等；

衛(wèi)生間：衛(wèi)生間底盤，衛(wèi)生間頂板。

其他：角鋼，線槽，拉擠型材，三通，四通，玻璃鋼格柵等。

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四、優(yōu)缺點

        4.1優(yōu)點

        ①輕質(zhì)高強：

        相對密度在1.5~2.0之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強度卻接近，甚至超過碳素鋼，而比強度可以與高級合金鋼相比。因此，在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中，都具有卓越成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強度均能達到400Mpa以上。

        ②耐腐蝕

        FRP是良好的耐腐材料，對大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個方面，正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。

        ③電性能好

        是優(yōu)良的絕緣材料，用來制造絕緣體。高頻下仍能保護良好介電性。微波透過性良好，已廣泛用于雷達天線罩。

        ④熱性能良好

        FRP熱導率低，室溫下為1.25~1.67kJ/（m·h·K），只有金屬的1/100~1/1000，是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下，是理想的熱防護和耐燒蝕材料，能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。

        ⑤可設(shè)計性好

        （1）可以根據(jù)需要，靈活地設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，來滿足使用要求，可以使產(chǎn)品有很好的整體性。

        （2）可以充分選擇材料來滿足產(chǎn)品的性能，如：可以設(shè)計出耐腐的，耐瞬時高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強度的、介電性好的，等等。

        ⑥工藝性優(yōu)良

        （1）可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來靈活地選擇成型工藝。

        （2）工藝簡單，可以一次成型，經(jīng)濟效果突出，尤其對形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品，更突出它的工藝優(yōu)越性。

        4.2 缺點

        ①彈性模量低

        FRP的彈性模量比木材大兩倍，但比鋼（E=2.1×105）小10倍，因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足，容易變形?？梢宰龀杀そY(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu)，也可通過高模量纖維或者做加強筋等形式來彌補。

        ②長期耐溫性差

        一般FRP不能在高溫下長期使用，通用聚酯FRP在50℃以上強度就明顯下降，一般只在100℃以下使用；通用型環(huán)氧FRP在60℃以上，強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使長期工作溫度在200~300℃是可能的。

        ③老化現(xiàn)象

        老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷，F(xiàn)RP也不例外，在紫外線、風沙雨雪、化學介質(zhì)、機械應(yīng)力等作用下容易導致性能下降，所以長期戶外工況下使用設(shè)備在制作時需額外添加防紫外線抗老化材料。

        ④剪切強度低

        層間剪切強度是靠樹脂來承擔的，所以很低?？梢酝ㄟ^選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來提高層間粘結(jié)力，最主要的是在產(chǎn)品設(shè)計時，盡量避免使層間受剪。

五、生產(chǎn)方法

        基本上分兩大類，即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點來分，有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊法、袋壓法、噴射法、濕糊低壓法和無模手糊法。

        目前世界上使用最多的成型方法有以下四種。

        ①手糊法  ：主要使用國家有挪威、日本、英國、丹麥等。

        ②噴射法：主要使用國家有瑞典、美國、挪威等。

        ③模壓法：主要使用國家有德國等。

        ④RTM法（樹脂傳遞模塑）：主要使用國家有歐美各國、日本。

        還有：纖維纏繞成型法、拉擠成型法和熱壓灌成型法等等。

        我國有90%以上的FRP產(chǎn)品是手糊法生產(chǎn)的，其他有模壓法、纏繞法、層壓法等。日本的手糊法仍占50%。從世界各國來看，手糊法仍占相當比重，說明它仍有生命力。手糊法的特點是用濕態(tài)樹脂成型，設(shè)備簡單，費用少，一次能糊10m以上的整體產(chǎn)品。缺點是機械化程度低，生產(chǎn)周期長，質(zhì)量不穩(wěn)定。我國從國外引進了擠拉、噴涂、纏繞等工藝設(shè)備，隨著FRP工業(yè)的發(fā)展，新的工藝方法將會不斷出現(xiàn)。

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六、用途

        玻璃鋼是近五十多年來發(fā)展迅速的一種復(fù)合材料。玻璃纖維的產(chǎn)量的70%都是用來制造玻璃鋼。玻璃鋼硬度高，比鋼材輕得多。噴氣式飛機上用它作油箱和管道，可減輕飛機的重量。登上月球的宇航員們，他們身上背著的微型氧氣瓶，也是用玻璃鋼制成的。玻璃鋼加工容易，不銹不爛，不需油漆。我國已廣泛采用玻璃鋼制造各種小型汽艇、救生艇、游艇，以及汽車制造業(yè)等，節(jié)約了不少鋼材。由于玻璃鋼是一種復(fù)合材料，其性能的適應(yīng)范圍非常廣泛，因此它的市場開發(fā)前景十分廣闊。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計資料，世界各國開發(fā)的玻璃鋼產(chǎn)品的種類已達4萬種左右。雖然各國均根據(jù)本國的經(jīng)濟發(fā)展情況，開發(fā)的方向各有側(cè)重，但基本上均已涉及到各個工業(yè)部門。我國玻璃鋼工業(yè)經(jīng)過四十多年來的發(fā)展，也已在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域中取得了成功的應(yīng)用，在經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用?，F(xiàn)將玻璃鋼主要的應(yīng)用領(lǐng)域，粗略地概括如下：

        1、建筑行業(yè)：冷卻塔、玻璃鋼門窗New、建筑結(jié)構(gòu)、圍護結(jié)構(gòu)、室內(nèi)設(shè)備及裝飾件、玻璃鋼平板、波形瓦、裝飾板、玻璃鋼蓋板、衛(wèi)生潔具及整體衛(wèi)生間、桑拿浴室、沖浪浴室、建筑施工模板、儲倉建筑、混凝土模板、筋材以及太陽能利用裝置等。

        2、化學化工行業(yè)：耐腐蝕管道、貯罐貯槽、耐腐蝕輸送泵及其附件、耐腐閥門、格柵、通風設(shè)施，以及污水和廢水的處理設(shè)備及其附件等等。

        3、汽車及鐵路交通運輸行業(yè)：汽車殼體及其他部件，全塑微型汽車，大型客車的車體外殼、車門、內(nèi)板、主柱、地板、底梁、保險杠、儀表屏，小型客貨車，以及消防罐車、冷藏車、拖拉機的駕駛室及機器罩等。

        4、鐵路運輸方面，有火車窗框、車內(nèi)頂彎板、車頂水箱、廁所地板、行李車車門、車頂通風器、冷藏車門、儲水箱，以及某些鐵路通訊設(shè)施等。

        5、公路建設(shè)方面，有交通路標、隔離墩、標志樁、標志牌、公路護欄等等，船艇及水上運輸行業(yè)。

        6、內(nèi)河客貨船、捕漁船、氣墊船、各類游艇、賽艇、高速艇、救生艇、交通艇，以及玻璃鋼航標浮鼓及系船浮筒等等。

        7、電氣工業(yè)及通訊工程：有滅弧設(shè)備、電纜保護管，發(fā)電機定子線圈和支撐環(huán)及錐殼，絕緣管、絕緣桿，電動機護環(huán)，高壓絕緣子，標準電容器外殼，電機冷卻用套管，發(fā)電機擋風板等強電設(shè)備；配電箱及配電盤，絕緣軸，玻璃鋼罩等電器設(shè)備；印刷線路板、天線、雷達罩等電子工程應(yīng)用。

        隨著科學技術(shù)的發(fā)展，以及人民生活水平的提高，許多民用玻璃鋼產(chǎn)品大量地被開發(fā)，例如許多城市雕塑、工藝美術(shù)造型，快餐桌椅、摩托車部件、玻璃鋼花盆、安全帽、高級游樂設(shè)備、家用電器外殼等，都成功地被大量應(yīng)用。

        可制作玻璃鋼瓦，又稱透明瓦.是和鋼結(jié)構(gòu)配套使用的采光材料，其主要由高性能上膜、強化聚脂和玻璃纖維組成，其中上膜要起到很好的抗紫外線抗靜電的作用，抗紫外線是為了保護FRP采光板的聚酯不發(fā)黃老化，過早失透光特性。抗靜電是為了保證表面的灰塵輕易被雨水沖走或被風吹走，維持清潔美觀的表面。由于其穩(wěn)定的質(zhì)量、經(jīng)久耐用的特點，深受顧客的歡迎，產(chǎn)品可廣泛使用在工業(yè)/商業(yè)/民用建筑額屋面和墻面。

        電影界用來做道具，既方便快捷，又省成本．可以仿制很多種材料效果．受到人們的歡迎．化工廠也采用酚醛樹脂的玻璃鋼代替不銹鋼做各種耐腐蝕設(shè)備，大大延長了設(shè)備壽命。玻璃鋼無磁性，不阻擋電磁波通過。用它來做導彈的雷達罩，就好比給導彈戴上了一副防護眼鏡，既不阻擋雷達的“視線”，又起到防護作用 。許多導彈和地面雷達站的雷達罩都是玻璃鋼制造的。

        進入21世紀，根據(jù)玻璃鋼的良好的透波性，這個方面的性能，隨著手機通訊的廣泛流行，玻璃鋼廣泛被應(yīng)用于制造2G和3G天線外罩，玻璃鋼以其良好的可成形性能，外觀的可美化性，起到了很好的小區(qū)美化作用，這方面的產(chǎn)品有方柱線罩，仿真石，野外應(yīng)用的美化樹等玻璃鋼還為提高體育運動的水平立下了汗馬功勞。自從有撐竿跳高這項運動以來，運動員使用木制撐竿創(chuàng)造的最高紀錄是3．05米。后來使 用了竹竿。到一九四二年，把紀錄提高到了4．77米。竹竿的優(yōu)點是輕而富有彈性，欠缺之處是下端粗而上端細，再要提高記錄有很大困難 ，于是人們又用鋁合金竿代替竹竿，它雖然輕而牢固，但彈性不足。這樣，從一九四二年到一九五七年，十五年時間，撐竿跳高的最高紀錄僅僅提高了1厘米。但自從新的玻璃鋼撐竿出現(xiàn)以后，由于它輕而富于彈性，紀錄飛速上升，如今的撐桿跳高紀錄已經(jīng)超過了6米大關(guān)。

        在今天，玻璃鋼也被大量應(yīng)用在人們的生活方面，由于它的某些特殊品種仍能保留許多玻璃的優(yōu)點，如透明性 ，于是人們用它作為窗戶玻璃，既能遮擋陽光中的紫外線，又能使居室明亮。人們還把它用來制作各種堅固耐用的生活日常用品。如浴具、廚房用具、梳洗用具等。

七、發(fā)展前景

        玻璃鋼是復(fù)合材料的一種，玻璃鋼材料因其獨特的性能優(yōu)勢，已在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建筑、家居家具、廣告展示、工藝禮品、建材衛(wèi)浴、游艇泊船、體育用材、環(huán)衛(wèi)工程等等相關(guān)十多個行業(yè)中廣泛應(yīng)用，并深受贊譽，成為材料行業(yè)中新時代商家的需求寵兒。玻璃鋼制品也不同于傳統(tǒng)材料制品，在性能、用途、壽命屬性上大大優(yōu)于傳統(tǒng)制品。其易造型、可定制、色彩隨意調(diào)配的特點，深受商家和銷售者的青睞，占有越來越大的市場比分，前景廣闊！

        具體有如下這些行業(yè)：黑色冶金業(yè)、有色冶金業(yè)、電力行業(yè)、煤炭業(yè)、石油化工、化學工業(yè)、機電工業(yè)、紡織工業(yè)、汽車及摩托車制造業(yè)、鐵路業(yè)、船舶工業(yè)、建筑業(yè)、輕工業(yè)、食品工業(yè)、電子工業(yè)、郵電業(yè)、文化、體育及娛樂業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生業(yè)，及軍工及民用應(yīng)用等各個方面的應(yīng)用領(lǐng)域。

        涉及這些產(chǎn)業(yè)部門應(yīng)用的主要玻璃鋼產(chǎn)品類別，有：礦山通風設(shè)備、煉焦及相關(guān)設(shè)備、稀土冶煉及鐵合金冶煉相關(guān)設(shè)備、冷軋及電鍍設(shè)備，輸變電設(shè)備、風力發(fā)電設(shè)備、火力發(fā)電用水管、冷卻水設(shè)備、電力管理及維修工器具，煤礦鳳筒、隔爆水袋、防爆裝置，石油開采相關(guān)部件及設(shè)備、石油化工設(shè)備，化工設(shè)備、化工建筑用材、礦山通風設(shè)備，電動機部件、零配件、電鍍設(shè)備、風力發(fā)電機及部件，紡織印染設(shè)備、設(shè)施及部件，汽車制造用材及部件、汽車維修用材、摩托車制造用材及部件，鐵路機車車輛用材及相關(guān)設(shè)施、鐵路信號系統(tǒng)用材及相關(guān)部件，各種各類江河湖海船艇、大型鋼船艇配套零部件及附屬設(shè)施，建筑設(shè)施及用材、衛(wèi)生間、廚房、門窗、波形瓦、冷卻塔、建筑通風空調(diào)設(shè)施、建筑模板等，輕工日用化學及造紙業(yè)用的相關(guān)設(shè)施、家用電器、酒類、制革、家俱用材，食品貯罐用途，電子工業(yè)用設(shè)備、生活消費品用材及電子設(shè)備配件，郵電電信器材配套設(shè)施，體育器械、游樂器材及相關(guān)設(shè)施，農(nóng)業(yè)噴灌設(shè)備、暖房溫室、農(nóng)機具配件、冷庫、水產(chǎn)養(yǎng)殖，商業(yè)柜臺、商業(yè)包裝箱、商用冷藏庫，醫(yī)藥工業(yè)設(shè)施及醫(yī)療衛(wèi)生用途等等。