纤维增强塑料 (FRP) 初学者指南
纤维增强塑料 (FRP)又称纤维增强聚合物,实际上是一种
复合材料,构成与某些增强材料(例如纤维)混合的聚合物基体。纤维一般是玄武岩、碳、玻璃或芳纶;在某些情况下,也可以使用石棉、木材或纸张。
玻璃钢的形成
回到基础,有两种方法可以开发聚合物:逐步增长聚合和加成聚合。当具有不同特性的几种均质材料结合在一起以生产具有所需机械和材料特性的最终产品时,就形成了复合塑料。这些复合材料可分为纤维增强和颗粒增强两种类型。
纤维增强塑料 是一类通过掺入纤维材料来增强塑料的机械强度和弹性的类别。基体是没有纤维增强的核心材料,坚硬但相对较弱,必须通过添加强大的增强纤维或长丝来增韧。纤维是区分母体聚合物与 FRP 的关键。
大多数这些塑料是通过各种模塑工艺形成的,其中使用模具或工具放置纤维预制件,构成干纤维或含有特定比例树脂的纤维。在用树脂“润湿”干纤维后,发生“固化”,其中纤维和基质呈现模具的形状。在这个阶段,偶尔会施加热量和压力。不同的方法包括压缩成型、气囊成型、芯轴缠绕、高压釜、纤维缠绕和湿法叠层等。查看此过程的视频:
玻璃钢的共同特性
这些复合材料通常表现出低重量和高强度。它们是如此强大,以至于汽车行业越来越有兴趣使用它们来代替汽车中的某些金属。纤维增强塑料与某些金属一样坚固,但它们更轻,因此更省油。
可以定制纤维增强塑料的特性以满足广泛的要求。纤维增强聚合物通常具有令人印象深刻的电气和压缩性能,并显示出高等级的环境耐受性。使这些材料受到不同工业部门喜爱的一个重要因素是制造过程,它非常具有成本效益。产率中等偏高,异种材料粘接良好。
纤维增强塑料的其他独有特性包括值得称道的隔热性、结构完整性和耐火硬度,以及紫外线辐射稳定性以及对化学品和其他腐蚀性材料的抵抗力。
纤维增强塑料的特性取决于某些因素,如基体和纤维的机械性能、这两种组分的相对体积、纤维的长度和基体内的取向。
常见的纤维包括:
- 玻璃 是一种非常好的绝缘材料,当与基体混合时,形成玻璃纤维或玻璃纤维增强塑料。与碳纤维相比,它既不那么坚固和刚性,也不那么脆且价格昂贵。
- 碳基 纤维增强塑料具有高拉伸强度、耐化学性、刚度和温度耐受性以及低热膨胀和低重量。碳原子形成的晶体主要位于纤维的长轴上。这种排列通过提高强度与体积的比率来使材料变得坚固。
- 芳纶 是一种纤维成分,可产生坚固且耐热的合成纤维。它在许多行业都有广泛的应用。
纤维增强塑料在汽车、航空航天、建筑和海洋领域有着广泛的应用。玻璃纤维增强塑料 s 是电力行业的一个非常好的选择,因为它们没有任何磁场,并且可以提供相当大的抗电火花能力。用途多样化,碳纤维在体育用品、滑翔机和钓鱼竿中的进入,以及日本将玻璃钢应用于液压闸门,这一现象很明显。
寻找有关塑料材料的更多信息?下载我们的免费指南!
树脂