第二章 基础知识
三、玻璃钢的基本特性 （一）力学性能 玻璃钢的力学性能突出的一点是比强度高，这是金属材料和其它材料 无法相比的。这里，我们要提一下比强度的概念。强度通常是指单位面积 所能承受的最大载荷，材料就破坏了。强度又分为拉伸强度、压缩强度、 弯曲强度、剪切强度。例如说聚酯树脂玻璃钢抗拉强度 290MPa，是指每平 方厘米截面可以承受2900kg的拉力。 玻璃钢轻质高强的性能，来源于较低的树脂密度（浇注体密度1.27左 右）以及玻璃纤维的高抗拉强度（普通钢材的5倍以上）。玻璃钢的密度 随着树脂含量的不同而有所不同。从高树脂含量的玻璃纤维毡制品到低树 脂含量的玻璃纤维缠绕制品（密度2.2）,玻璃钢的密度只有普通碳钢的 1/4～1/5，比铝还轻1/3。
第二章基础知识
（5）长期耐温性及耐热性 玻璃钢的酸温性及耐热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 0～50℃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为低。 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。
从表中可以看出，玻璃钢具有良好的绝热性能，这是金属材料无法比拟 的。
第二章基础知识
（4）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％～50％。见表2－9所示。
》 《玻璃钢手糊成型工 玻璃钢手糊成型工》
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本次培训内容章节
一、手糊工艺概述 二、基础知识※ 三、生产准备 四、生产操作 五、制品质量检验与修补*
概述部分
一、工艺特点： 手糊成型工艺又称接触成型，是树脂基复合材料生产中 最早使用和应用普遍的一种成型方法。手糊成型工艺是以手 工操作为主，机械设备使用较少，它以不饱和聚酯树脂或环 氧树脂等为基体材料将增强材料粘结在一起的一种成型方法。 手糊成型操作虽然简单，但对于操作人员的操作技能要 求较高。它要求操作者要有认真的工作态度、熟练的操作技 巧和丰富的实操经验。对产品结构、材料性能、模具的表面 处理、胶衣质量、含胶量控制、增强材料的裁减和铺放、产 品厚度的均匀性及影响产品质量的各种因素都要有比较全面 的了解，尤其是实操中出现常见问题的判断和处理，不但需 要有丰富的实践经验，还要有一定的化学知识和具备一定的 识图能力。
第二章基础知识
（四）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。它不仅不会象金属材料 那样生锈腐蚀；同时；也不会象木材那样腐烂，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。
不饱和聚酯树脂 乙烯树脂 手糊用树脂 环氧树脂 酚醛树脂
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（2 ）不饱和聚酯树脂 不饱和聚酯是不饱和二元羧酸（或酸酐）或它们与饱和二元羧酸 （或酸酐）组成的混合酸与多元醇缩聚而成的，具有酯键和不饱和双键 的线型高分子化合物。通常，聚酯化缩聚反应是在 190～220℃进行，直 至达到预期的酸值（或粘度）。在聚酯化缩反应结束后，趁热加入一定 量的乙烯基单体，配成粘稠的液体，这样的聚合物溶液称之为不饱和聚 酯树脂。 （3）环氧树脂 环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子 化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构 是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链 的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使 它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向 网状结构的高聚物。
第二章 基础知识
一、玻璃钢的含义 玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、 毡、纱 等）为增强材料，以合成树脂作为基体的一种复合材料。复合材料的概念 是指一种 材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起，形成 另一 种新的能满足人们要求的材料，即复合材料。 二、玻璃钢与复合材料之间的关系 (一）玻璃钢的两大组成材料 1、玻璃纤维 一般认为它主要起承载作用。 2、树脂 目前主要指合成树脂，它起粘接纤维，把松散纤维粘拢在 一起，形成整体的作用。由玻璃纤维与合成树脂两种组分构成玻璃 钢。这两种组分关系十分密切，缺一不可。它们之间就象人体上骨 骼与肌肉的关系。
（2）玻璃纤维及其制品术语（略）
第二章基础知识
（二）不饱和聚酯树脂 （1） 基体材料分类 手糊玻璃钢制品的主要原材料是合成树脂与玻璃纤维，但是由于 工艺条件的局限，手糊玻璃钢用的树脂必须是粘度比较小的并且是可以在 室温或者低温下固化的，那么最常用的树脂只能是不饱和聚酯树脂、乙烯 基树脂以及环氧树脂和少数酚醛树脂。
概述部分
三、电气工业方面 由于玻璃钢具有优良的电绝缘性能，因此，它在电工器 材制造方面得到了广泛的应用。常用产品：开关装置、 电力管道、印刷电路板、插座、接线盒等。 四、建筑工业方面 玻璃钢与传统的建筑材料相比，其成本要高一些，但由 于玻璃钢是一种轻质高强的结构材料，具有隔音、隔热、 防水等特点，所以已成为现代建筑中一种新型的结构材 料。常用产品有：波形瓦、装饰面板、活动房屋、通风 与空调设备、冷却塔、道路灯具、壁雕、工艺雕塑、整 体欧式雕花吊顶顶棚、采光屋面、大型饮用水箱、防渗 漏化粪池和污水处理池罩、卫生设备和各种家具等。
第二章 基础知识
（二）玻璃钢/复合材料的三大要素 玻璃钢是由玻璃纤维和合成树脂两大组分构成 整体的，那么树脂作为粘接剂它是怎样把松散的玻 璃纤维连成坚硬的玻璃钢体呢？玻璃钢在成型制作 过程中，呈液体状的树脂液包围和浸渍了玻璃纤 维，然后固化，形成固定形状的坚硬体。如果玻璃 纤维表面和树脂不亲合，就不能做成强度高的整 体，增强材料的作用就无法发挥。 由此可见，玻璃纤维表面，即玻璃纤维和树 脂的交界面称为界面，是极其重要的部分。所以把 玻璃纤维、合成树脂及其界面称为复合材料的三大 要素
概述部分
第三节 手糊制品及其应用 一、石油化工方面 利用玻璃钢具有的突出的耐酸、碱、油、有机 溶剂的性能，常用它制作石油化工设备。常用产品： 管道、阀门、泵、贮罐、贮槽、塔器等 二、交通运输方面 由于玻璃钢具有轻质高强、耐化学腐蚀、抗微生 物作用以及成型方便等优点，所以在造船、汽车、 铁路车辆、航空等工业部门得到了日益广泛的应用。 主要产品有：轿车、大型客车、三轮车、载重汽车、 油槽车 。
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（二）物理性能 玻璃钢具有密度小，良好的介电绝缘性能、隔热性能、抗吸水和抗热膨胀 性能等。 （1）密度 玻璃钢密度介于1.5～2.0之间，只有普通炭的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、弯曲和压缩强度均达到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。 （2）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，要用几百公斤玻璃钢作绝缘材料。此外玻璃钢 不受电磁影响，而且有良好的透微波性能。
第二章基础知识
三、玻璃钢原材料 （一）增强材料 在复合材料中，凡是能增强基体力学性能的物质称为增强材料。如玻璃 钢中的玻璃纤维，碳纤维复合材料中的碳纤维，都称为增强材料。 （1）纤维增强材料的种类 作为结构材料使用的玻璃钢及其它复合材料，常用纤维作增强材料，其 种类很多。按其化学组成，大致可分为无机纤维和有机纤维两大类。 无机纤维有：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤维及金属纤维 等。 有机纤维有：合成纤维如芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、 维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维等；天然纤维如棉纤维、剑麻、 纸等
概述部分
二、工艺流程
模具准备 增强材料准备
涂脱模剂
增强材料裁剪
/树脂 胶衣 胶衣/ 固化剂
干
燥
手 糊 成 型
树脂胶液配置 促进剂
预埋件准备
制 品 固 化
助 剂
模具清理
脱
模
后 处 理
制品检验
成 品
概述部分
第二节 手糊工艺特点 一、手糊成型工艺的优点 （1）模具成本低，容易维护、设备投资少、上马快； （2）生产准备时间短，操作简便、易懂易学； （2）不受产品尺寸和形状的限制，适用于数量少、品种多、形状简单的产品或大型 产品； （3）可根据产品的设计要求，在不同部位任意补强，灵活性大； （4）树脂基体与增强材料可实行优化组合，也可以与其它材料（如泡沫、轻木、蜂 窝、金属等）复合成制品。 （5）室温固化、常压成型。 （6）可加彩色胶衣层，以获得丰富多彩的光洁表面效果。 二、手糊工艺的缺点是： （1）生产效率低，劳动强度大，生产环境条件差； （2）产品质量稳定性差，受人的因素影响大； （3）车间占地面积大，需要良好的通风设备。