玻璃钢材料课件
玻璃钢基本知识
什么是玻璃钢玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP）是一种品种繁多，性能各别用途广泛的复合材料。
它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。
玻璃钢具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。
与常用的金属材料相比，它还具有如下的特点：1、由于玻璃钢产品可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求自行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。
因此，玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。
2、玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。
只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地完成。
3、玻璃钢材料，还是一种节能型材料。
若采用手工糊制的方法，其成型时的温度一般在室温下或者在100℃以下进行，因此它的成型制作能耗很低。
即使对于那些采用机械的成型工艺方法，例如模压、缠绕、注射、RTM、喷射、挤拉等成型方法，由于其成型温度远低于金属材料，及其他的非金属材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。
综上所述，与传统的金属材料及非金属材料相比，玻璃钢材料及其制品，具有强度高，性能好，节约能源，产品设计自由度大，以及产品使用适应性广等特点。
因此，在一定意义上说，玻璃钢材料是一种应用范围极广，开发前景极大的材料品种之一。
玻璃钢（FRP）材料的优点和不足一、玻璃钢（FRP）的优点(1)玻璃钢（FRP)轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。
因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。
某些环氧FRP 的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。
(2)玻璃钢（FRP)耐腐蚀性能好FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。
玻璃钢原材料
玻璃钢原材料1、概述玻璃钢的原材料分为增强材料和基体材料两类．玻璃钢的增强材料由玻璃纤维及其织物组成，是玻璃钢主要的承载组分材料，对玻璃钢强度和刚度有着直接的影响．玻璃钢的基体材料是指经过物理和化学变化而将增强材料包覆并牢固粘结的组分材料．玻璃钢基体材料由合成树脂和辅助材料组成，其中合成树脂是主要组分．基体材料在玻璃钢中的作用是在纤维间传递载荷，并使载荷均衡．基体材料的性能，如耐腐蚀性、耐热性等，直接影响玻璃钢的性能．玻璃钢工艺性则决定其所选择的成型工艺．合成树脂是一类由人工合成的分子量比较大的聚合物，通常称之为高分子化合物，也称之为聚合物．合成树脂以其受热后所表现的性能不同，可分为热固性树脂和热塑性树脂两大类．热固性树脂是指在热或固化剂(包括引发体系)的作用下，能发生交联而变成不溶、不熔状态的固体的一类树脂，如环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、呋哺树脂等．这类树脂的固化物受热后不能软化，温度过高则分解破坏．热塑性树脂是指具有线型或支链型结构的一类树脂，如聚酰胺树脂、聚氯乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯等．这类树脂可被反复加热软化(或熔化)和冷却凝固．尽管近几年来，以热塑性树脂为基体的热塑性玻璃钢发展很快，但目前玻璃钢仍是以热固性树脂基体为主，其中最常用的热固性树脂是聚酯、环氧树脂和酚醛树脂等．2、玻璃纤维的分类与性能玻璃纤维是以玻璃为原料，在高温熔融状态下拉丝而成的，其直径一般为0．5—30Bm．玻璃纤维具有许多优良性能，是一种优质的增强材料．玻璃纤维自从30年代工业化生产以来，其产量、品种规格不断增加，应用范围及生产工艺不断发展．我国的玻璃纤维工业诞生于1950年，当时的玻璃纤维生产厂家只能生产做绝缘材料用的初级纤维，1958年以后，我国玻璃纤维工业得到迅速发展，到1987年已有大小玻璃纤维生产厂家200多个，玻璃纤维产量达5万吨，其中无碱玻璃纤维占20gS，中碱玻璃纤维占80gS．它们的直径多数为6—81um。
什么是玻璃钢
什么是玻璃钢
玻璃钢（也称玻璃纤维增强塑料，国际公认的缩写符号为GFRP或FRP）是一种品种繁多，性能各别用途广泛的复合材料。
它是由合成树脂和玻璃纤维经复合工艺，制作而成的一种功能型的新型材料。
玻璃钢具有重量轻，比强度高，耐腐蚀，电绝缘性能好，传热慢，热绝缘性好，耐瞬时超高温性能好，以及容易着色，能透过电磁波等特性。
与常用的金属材料相比，它还具有如下的特点：
1、由于玻璃钢产品可以根据不同的使用环境及特殊的性能要求自行设计复合制作而成，因此只要选择适宜的原材料品种，基本上可以满足各种不同用途对于产品使用时的性能要求。
因此，玻璃钢材料是一种具有可设计性的材料品种。
2、玻璃钢产品，制作成型时的一次性，更是区别于金属材料的另一个显著的特点。
只要根据产品的设计，选择合适的原材料铺设方法和排列程序，就可以将玻璃钢材料和结构一次性地完成。
3、玻璃钢材料，还是一种节能型材料。
若采用手工糊制的方法，其成型时的温度一般在室温下或者在100℃以下进行，因此它的成型制作能耗很低。
即使对于那些采用机械的成型工艺方法，例如模压、缠绕、注射、RTM、喷射、挤拉等成型方法，由于其成型温度远低于金属材料，及其他的非金属材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。
综上所述，与传统的金属材料及非金属材料相比，玻璃钢材料及其制品，具有强度高，性能好，节约能源，产品设计自由度大，以及产品使用适应性广等特点。
因此，在一定意义上说，玻璃钢材料是一种应用范围极广，开发前景极大的材料品种之一。
玻璃钢的材质说明
纤维增强环氧树脂复合材料（玻璃钢）成型工艺及应用一、前言相比传统材料，复合材料具有一系列不可替代的特性，自二次大战以来发展很快。
尽管产量小（据法国Vet rotex公司统计，2003年全球复合材料达700万吨），但复合材料的水平已是衡量一个国家或地区科技、经济水平的标志之一。
美、日、西欧水平较高。
北美、欧洲的产量分别占全球产量的33%与32%，以中国（含台湾省）、日本为主的亚洲占30%。
中国大陆2003年玻班纤维增强塑料（玻璃纤维与树脂复合的复合材料、俗称“玻璃钢”）逾90万吨，已居世界第二位（美国2003年为169万吨，日本不足70万吨）。
复合材料主要由增强材料与基体材料两大部分组成：增强材料：在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能，如玻璃钢中的玻璃纤维，CFRP（碳纤维增强塑料）中的碳纤维素就是增强材料。
基体：构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢（GRP）中的树脂（本文谈到的环氧树脂）就是基体。
按基体材料不同，复合材料可分为三大类：树脂复合材料金属基复合材料无机非金属基复合材料，如陶瓷基复合材料。
环氧树脂基复合材料的优点：1、为什么采用环氧树脂做基体？1）固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%；2）粘结力强；3）有B阶段，有利于生产工艺；4）可低压固化，挥发份甚低；5）固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。
6）值得指出的是环氧树脂耐有机溶剂、耐碱性能较常用的酚醛与不饱和聚酯树脂为佳，然耐酸性差；固化后一般较脆，韧性较差。
2、环氧玻璃钢性能（按ASTM）以FW（纤维缠绕）法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。
表1 GF/EPR与钢的性能比较(准确性值得商榷，请参看相关资料)表2 几种常用材料与复合材料的比强度和比模量(准确性值得商榷，请参看相关资料)图1 复合材料的比强度与比刚性二、纤维增强环氧树脂复合材料成型工艺简介 1、手糊成型(hand lay up)图2 手糊成型示意图(1)概要 依次在模具表面上施加 脱模剂 胶衣一层粘度为0.3-0.4PaS 的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......)，纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。
玻璃钢基本知识
玻璃钢基本知识目录一、概述 (2)1.1 定义及组成 (2)1.2 特点与优势 (3)二、玻璃钢分类与性能 (4)三、玻璃钢制造工艺 (6)3.1 模具制作与选材 (7)3.1.1 模具设计要求 (8)3.1.2 模具材料选择 (9)3.2 原材料准备与要求 (10)3.2.1 树脂选择 (11)3.2.2 增强材料准备 (12)3.3 制造工艺过程 (13)3.3.1 手糊成型工艺 (14)3.3.2 喷射成型工艺 (15)3.3.3 模具压制成型工艺 (16)四、玻璃钢的应用领域 (18)4.1 建筑行业应用 (19)4.1.1 墙体材料 (20)4.1.2 装饰材料 (22)4.1.3 其他建筑构件 (24)4.2 交通运输行业应用 (25)一、概述玻璃钢（也称为玻璃纤维增强复合材料，简称GFRP）是一种由玻璃纤维和基体材料（通常是热固性树脂）组成的复合材料。
它结合了玻璃纤维的高强度、高刚性以及基体的良好耐腐蚀性、轻质等特性，成为一种性能卓越的材料。
玻璃钢的应用范围广泛，包括建筑、交通、航空航天、化工、电子等多个领域。
玻璃钢的基本知识涵盖了其组成材料、制造工艺、性能特点、应用领域以及后期维护等方面。
它是一种多组分、多功能的材料，通过不同的配方和工艺可以制得具有不同物理和化学性能的制品，满足各种复杂工程结构的需求。
随着科技的不断进步，玻璃钢作为一种先进的复合材料，其制造技术和应用领域也在不断发展和创新。
了解玻璃钢的基本知识，对于从事相关领域工作的人员来说，具有重要的实际意义和价值。
我们将详细介绍玻璃钢的基本知识，包括其材料特性、制造工艺、性能评估、设计原则以及实际应用等方面的内容。
1.1 定义及组成全称为玻璃纤维增强塑料（Glass Fiber Reinforced Plastic，简称GFRP），是一种由高性能的玻璃纤维和环氧树脂等基体材料通过复合工艺制作而成的先进复合材料。
这种材料不仅具备出色的力学性能、耐腐蚀性和耐候性，还拥有设计灵活、重量轻、维护成本低等优点，在众多工业领域得到了广泛应用。
第二章 UP (2)玻璃钢ppt课件
主要缺点： （1）固化时体积收缩率大；
（2）贮存期短；
（3）施工时有一定气味。
2.2 不饱和聚酯树脂合成
2.2.1主要原料及作用
1、二元醇的品种及特点 （1）乙二醇：HOCH2CH2OH，结构对称，易结晶，沸点197.2℃，合成聚酯
与苯乙烯相容性差（需与其它合用），若单独使用则将生成树脂端基乙酰化式
2.2.2配方及工艺
1、通用型不饱和聚酯配方
① 配方P38 ② 配方设计注意问题：
a. 醇酸比，一般醇过量1.1~1.05:1，一方面醇在反应过程中挥发和H2O，
N2气带出二损耗，使醇酸比发生变化，另一方面，醇黏度小，使体系缩聚 时容易，若酸过量则产生树脂不稳定，但黏结力强。
b. 顺酐与苯酐配比， 应视需要改变（反应活性，力学性能，热性能）均
丙酰化。 (2) 1，2丙二醇：
HO-CH2-CH-CH3 OH
，沸点188℃，结构非对称，不易结晶，可与苯乙烯完全互溶，目前价 格高。 (3) 一缩二乙二醇（二甘醇）：HOCH2CH2OCH2CH2OH，沸点244.5℃， 结构链长，可以改进聚酯树脂柔韧性。 (4) 二缩三乙二醇（三甘醇）：HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH，结构更长， 在要求柔韧性好的树脂中也少量加入。
d. 挥发性大，不利于环保。 （2）甲基丙烯酸甲酯
折射率低，接近玻璃纤维，主要用于制透明玻璃钢制品。共聚
性能差，交联度低，结构疏松而表面硬度低。价格高，挥发性 大而限制使用。
（3）其他品种
α -甲基苯乙烯：固化时有较低的收缩率和制品韧性好
。
氯化和溴化苯乙烯：适用于阻燃制品
三聚氰酸三丙烯酯：作交联剂可提高制品的耐热性。
第二章 UP (2) 玻璃钢
玻璃钢简介ppt课件
玻璃钢的基本性能
玻璃钢的基本性能主要取决于其两大组分 和它们之间的结合。玻璃钢集中了玻璃纤 维及合成树脂的特性，具有质量轻、强度 高、耐化学腐蚀、电绝缘性好，透过电磁 波、隔音、减震和耐瞬时高温烧蚀等特点。 因此，玻璃钢已成为国防和国民经济建设 中不可缺少的重要材料之一。
1）玻璃钢的物理性能
玻璃钢的拉伸强度与碳钢接近，甚至超过碳 素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。这 得益于玻璃在经高温熔融、快速拉成细丝时， 由于比表面积增大，玻璃纤维内部及表面就 难以存在大缺陷，因而强度提高。因此，在 航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在 其他领域应用中，都具有卓越成效。
我国有90%以上的FRP产品是手糊法生 产的，其他有模压法、缠绕法、层压法等。 日本的手糊法仍占50%。从世界各国来看， 手糊法仍占相当比重，说明它仍有生命力。 手糊法的特点是用湿态树脂成型，设备简 单，费用少，一次能糊10m以上的整体产 品。缺点是机械化程度低，生产周期长， 质量不稳定。近年来，我国从国外引进了 挤拉、喷涂、缠绕等工艺设备，随着FRP 工业的发展，新的工艺方法将会不断出现。
浸渍、入模与固化、牵引、切割。
3.成型工艺流程
增强材料(玻璃纤维无捻粗纱、玻璃纤 维连续毡及玻璃纤维表面毡等)在拉挤设备 牵引力的作用下，在浸胶槽充分浸渍胶液后， 由一系列预成型模板合理导向，得到初步的 定型，最后进入被加热了的金属模具，模具 高温的作用下反应固化，从而可以得到连续 的、表面光洁、尺寸稳定、强度极高的玻璃 钢型材
备和压制两个阶段。其基本过程是：将 一定量经一定预处理的模压料放入预热 的模具内，施加较高的压力使模压料填 充模腔。在一定的压力和温度下使模压 料逐渐固化，然后将制品从模具内取出， 再进行必要的辅助加工即得产品。
UPR玻璃钢基本知识PPT课件
2、玻璃钢的分类
FRP的品种由所用的树脂而定。我国目前生产FRP常
用的是不饱和聚酯，环氧树脂，酚醛树脂三类。
基体材料 不饱和聚酯（UPR）
环氧树脂 酚醛树脂 脲醛树脂胶粘剂 三聚氰胺与甲醛缩聚而成的热固性树脂 聚氨基甲酸酯 有机硅化合物 正丁基苯 聚丁二烯环氧树脂
unsaturated p20o2ly1ester resin
？ • 4、分析UPR玻璃钢的基本特性？
UPR玻璃钢
• 以不饱和聚酯树脂为基体树脂，以玻璃纤 维或其制品作增强材料的增强塑料。
= + UPR玻璃钢
UPR
玻璃纤维
UPR玻璃钢属于复合材料的哪一类
按基体材料划分 • 纤维增强塑料 • 热固性增强塑料 按增强材料划分 • 玻璃纤维聚合物基复合材料
指出UPR玻璃钢中的连续相和分散相及其作用？
• 聚合物基复合材料：由作为连续相的聚合物基体与作为分散相 的纤维组成的多组份多相结构材料。
• 通过对聚合物进行增强改性并扩展其用途，可以节约大量有色 金属；与金属零件相比，成型方法是最经济的，可提高劳动生 产率，降低动力及材料消耗，降低零件成本，特别适于批量性 零件生产；若采用热塑性聚合物，可大大提高材料利用率，废 物可以重复利用。
• 案例：聚苯乙烯塑料，加入玻璃纤 维后，拉伸强度可从60MPa提高到 100MPa，弹性模量可从3000MPa提高 到8000MPa，其热变形温度可从85℃ 提高到105℃，使-40℃以下的冲击 强度可提高10倍
• 增强材料的作用：改进聚合物的性 能，提高复合材料的强度、模量和 硬度。
金属 材料
2021
11
玻璃钢的应用领域
地铁车头
汽车保险杠
2021
玻璃钢 成分
玻璃钢成分
玻璃钢是一种纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂基体。
以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称为玻璃钢，不同于钢化玻璃。
由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之别。
质轻而硬，不导电，性能稳定，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。
可以代替钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等。
玻璃钢学名纤维增强塑料，俗称 FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纤维增强复合塑料。
根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP），硼纤维增强复合塑料等。
它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。
纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成。
纤维（或晶须）的直径很小，一般在 10μm 以下，缺陷较少又较小，断裂应变约为千分之三十以内，是脆性材料，易损伤、断裂和受到腐蚀。
基体相对于纤维来说，强度、模量都要低很多，但可以经受住较大的应变，往往具有粘弹性和弹塑性，是韧性材料。
玻璃钢的成分主要包括玻璃纤维、基体材料和添加剂等。
其中，玻璃纤维是玻璃钢的主要增强材料，它具有高强度、高模量、耐腐蚀等优点；基体材料则是玻璃钢的主要载体，它可以是热固性树脂、热塑性树脂或橡胶等材料；添加剂则是为了改善玻璃钢的性能而添加的，如阻燃剂、抗老化剂、润滑剂等。
总的来说，玻璃钢是一种性能优良的复合材料，它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、电绝缘性好、热导率低、可设计性强等优点，因此在航空航天、汽车制造、建筑、化工、电子、医疗等领域得到了广泛的应用。
玻璃钢基础知识
玻璃钢基础知识什么是玻璃钢以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称为玻璃纤维增强塑料，俗称玻璃钢。
是一种复合材料。
由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢（用玻纤增强的不饱和聚酯树脂材料）、环氧玻璃钢（用玻纤增强的环氧树脂材料）、酚醛玻璃钢之称。
由于玻璃纤维的增强作用，从而使玻璃钢材料，具有基体树脂所无法比拟的优异性能，例如材料的整体性，可降低材料的重量、高机械性能、耐冲击性能、耐腐蚀性能、良好的介电性能和尺寸稳定性能以及材料的耐久性等等，从而使玻璃钢材料在各个领域，获得了广泛的应用。
什么是复合材料复合材料：由两个或两个以上的独立物理相，包含基体材料和增强材料所组成的一种固体产物。
复合材料分三类：天然复合材料，如木材、骨骼、肌肉等；细观复合材料，如合金、增强塑料等；宏观复合材料，如钢筋混凝土等。
适合于工程结构的复合材料有下列三个特点：（1）含两种或两种以上物理性质不同并可用机械方法分离的材料；（2）可人为控制将一种材料分布到其它材料中，以达最佳性能；（3）性能优于单独组分材料，并具独特性能。
工程上生产与应用的复合材料内含两类材料：增强材料与基体材料。
如复合材料玻璃钢，其所用的树脂为基体材料，是分散介质；增强材料为玻璃纤维，是分散相；另外在增强材料与基体树脂之间还有第三相，即它们的界面。
这三个单元的有机组合，使所制成的玻璃钢复合材料具有单独组分所不可能具备的优异性能。
这也是复合材料得到飞速发展的主要原因之一。
增强材料：提供强度与刚度。
形态：多为纤维状。
材质：玻璃纤维、碳纤维、芳伦（Kevlar）纤维、硼纤维、碳化硅纤维等。
基体材料：将增强材料粘接成固态整体，保护增强材料，传递荷载，阻止裂纹扩展。
材质：合成树脂（分为热固性树脂与热塑性树脂）；金属；陶瓷；水泥等。
根据基体的不同复合材料又可细分为：聚合物基复合材料，又称纤维增强塑料。
分为纤维增强热固性塑料FRP与纤维增强热塑性塑料FRTP。
应用最广的为玻璃纤维增强塑料GRP（Glass Reforced Plastics）；金属基复合材料：如连续或非连续硼纤维、碳纤维增强铝镁、钛、镍等金属基体；陶瓷基复合材料：如碳纤维、碳化硅（SiC）晶须增强陶瓷，极大提高了陶瓷的韧性（提高断裂韧性最高可达9倍以上）；水泥基复合材料：如碳纤维、玻璃纤维、植物纤维增强水泥等；碳纤维增强碳基体称为C/C复合材料。
玻璃钢材质介绍
玻璃钢（FRP）亦称作GRP，即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。
以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢。
由于所使用的树脂品种不同，因此有聚酯玻璃钢、环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢之称。
质轻而硬，不导电，机械强度高，回收利用少，耐腐蚀。
可以代钢材制造机器零件和汽车、船舶外壳等采用玻璃钢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，组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料。
例如，单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力，不能承受弯曲、剪切和压应力，还不易做成固定的几何形状，是松软体。
如果用合成树脂把它们粘合在一起，可以做成各种具有固定形状的坚硬制品，既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。
这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。
由于其强度相当于钢材，又含有玻璃组分，也具有玻璃那样的色泽、形体、耐腐蚀、电绝缘、隔热等性能，象玻璃那样，历史上形成了这个通俗易懂的名称"玻璃钢”，这个名词是由原国家建筑材料工业部部长赖际发同志于1958年提出的，由建材系统扩至全国。
玻璃钢的含义就是指玻璃纤维作增强材料、合成树脂作粘结剂的增强塑料，国外称玻璃纤维增强塑料。
随着我国玻璃钢事业的发展，作为塑料基的增强材料，已由玻璃纤维扩大到碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和碳化硅纤维等，无疑地，这些新型纤维制成的增强塑料，是一些高性能的纤维增强复合材料，再用玻璃钢这个俗称就无法概括了。
考虑到历史的由来和发展，通常复合材料，这样一个名称就较全面了。
优点轻质高强相对密度在1.5~2.0之间，只有碳钢的1/4~1/5,可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。
因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。
某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400Mpa以上。
玻璃钢材料优秀课件
（二）物理性能
1．密度 玻璃钢密度在1.5~2.0之间，是一般碳钢旳1/4~1/5，
比铝还要轻1/3左右，但其机械强度却很高，在某 些方面甚至能够接近一般碳水平。 例如：环氧玻璃钢，其拉伸、弯曲和压缩强度均 可到达400MPa以上，其比强度大大超出一般碳钢， 而且可到达和超出某些特殊合金钢旳水平。
§1.3玻璃纤维增强塑料 旳基本特征
要求： 1. 熟悉玻璃钢旳基本特征
§ 1.3玻璃纤维增强塑料旳基本特征
一、 玻璃钢旳三大要素及其关系 （一）主要成份： 1. 增强玻璃材料 2. 粘结剂(加有多种附加剂旳树脂)
优点：金属材料及木材相比，强度高、无磁 性、比重小、耐腐蚀、能防蛀、色彩鲜艳、 表面光滑。
必须满足某些严格旳要求。例如构件在间断处旳 几何形状及尺寸光滑地变化， 在开孔处材料以合 适方式增强及增长厚度等。
3．韧性
缺口韧性是造船钢材旳一种极其主要旳性能。大 量造船实践资料表白，当材料带有缺口时，假如 在温度低于“脆性破坏临界温度”条件下，虽然 应力低于屈服点，也会发生脆性破坏。
而大多数复合材料层合板旳疲劳试验数据表白， 缺口所引起旳疲劳强度降低是不明显旳。缺口试 件旳良好抗疲劳性能主要是因为损伤降低了缺口 尖端附近旳应力集中。玻璃钢材料在这一点上优 于钢材，但假如让试件在接近基体断裂应变旳高 应变环境下工作，其疲劳寿命会有所降低。
含量一般不大于30%。合用于强度、刚度要求不 高或载荷不很清楚，而只能要求各向同性旳产品。 在造艇上仅用于注射和喷射成型旳小船。
2. 塑性
塑性是衡量船体构造材料好坏旳主要标志之一。 材料具有良好旳塑性，才干在制造过程中承受冷、 热加工，在航行过程中防止船舶因局部受力而破 坏。
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（1）拉伸强度
拉伸载荷P 杆的横截面积：F
拉伸应力： P / F
拉伸到杆破坏时的载荷PB称为最大荷载或极限荷载 则材料的极限强度[拉伸强度]等于：
B PB / F
弹性阶段: 在材料开始受力后的一段时间内，它的应力与其应变（拉伸长变 形与原长度之比）成正比。
§1.3玻璃纤维增强塑料 的基本特性
要求： 1. 熟悉玻璃钢的基本特性
§ 1.3玻璃纤维增强塑料的基本特性
一、 玻璃钢的三大要素及其关系
（一）主要成分：
1.
增强玻璃材料
2.
粘结剂(加有各种附加剂的树脂)
优点：金属材料及木材相比，强度高、无磁 性、比重小、耐腐蚀、能防蛀、色彩鲜艳、 表面光滑。
（二）三种主要成分
1．玻璃纤维 是玻璃钢中主要的承力材料 它的作用有： 1. 提高玻璃钢的强度和弹性模量； 2. 减少收缩变形；提高热变形温度； 3. 提高低温冲击强度。 例如：306聚酯树脂浇铸体，在加入50%的玻纤
布后，拉伸强度可由50MPa提高到200MPa， 拉伸模量可由3.9GPa提高到14Gpa。
2．合成树脂
3．粘合界面
影响粘接力的大小及耐久性 浸润剂： 玻璃从拉丝到纺织过程中，为了达到集束、润滑和消 除静电等目的，在玻纤表面常需涂浸润剂。
二、玻璃钢的基本特性
（一）力学性能 目前，玻璃钢的部分力学性能测试方法已列入
国家标准，但船用玻璃钢还无力学性能规范，设 计者可利用的材料数据极少。
1．强度
所谓强度，通常是指材料单位面积可能承受的最 大载荷，超过这个载荷，材料就破坏了。
–增强材料品种：连续粗纱，单向布 –适用工艺：连续挤拉、缠绕、手糊 –特点：在纤维方向上有很高的弹性模量和强度。在纤维
方向上的强度可高达1000MPa。 但在垂直纤维方向上，其强度是很低的。
在造船上，可以用在平板龙骨、龙骨、舭弯处以及 舷侧顶板和甲板以及骨架上部分使用。
第二种：双向纤维玻璃钢
增强材料品种：双向织物 适用工艺：手糊、层压
这一类玻璃钢，纤维体积含量可达50%。在两个正 交的纤维方向上，有较高的强度。
它适用于矩形平板或薄壳结构上。所以我们在船 艇制造中基本上用这种形式。
第三种：准各向同性玻璃钢
增强材料品种：连续毡、短切毡、模塑料 适用工艺：模压、注射、喷射 这一类玻钢制品，各向强度基本接近，纤维体
合成树脂是玻璃钢的基体材料 其作用 (1)在玻璃钢中，树脂主要起传递应力的作用，对玻 璃钢的强度起着重要作用。 (2) 合成树脂对玻璃钢的弹性模量、耐热性、电绝缘 性能、耐化学腐蚀性能，耐气候性能以及耐老化性能 等都有影响。
玻璃钢性能的影响因素
（1）树脂基体的性能和含量 （2）成型方法、增强材料的品种 例如，缠绕和模压成型、树脂含量偏低，手糊成型， 树脂含量则稍高。 强度层树脂含量偏低，通常为25%~40%之间 在耐腐蚀、防渗漏层的树脂含量就较高，一般要到 50%左右甚至超过50%。 另外，用玻纤布和玻璃毡相比，树脂的含量毡比布高， 如用玻纤表面毡作增强材料，其树脂含量可达85%以 上，造成富树脂层。
必须满足某些严格的要求。例如构件在间断处的 几何形状及尺寸光滑地变化， 在开孔处材料以适 当方式增强及增加厚度等。
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2019/9/12
3．韧性
缺口韧性是造船钢材的一个极其重要的性能。大 量造船实践资料表明，当材料带有缺口时，如果 在温度低于“脆性破坏临界温度”条件下，即使 应力低于屈服点，也会发生脆性破坏。
3．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。导热系又比较低，仅是金属材料的 1/100~1/1000。
某些品种玻璃钢耐瞬时高温的性能也很好。如酚 醛型高硅氧布玻璃钢，在遇到极高温度时，产生 碳化层，可有效地保护火箭导弹及宇宙飞船在穿 越大气层时需要承受的5000~10000K高温及高速气 流的作用。
积含量一般小于30%。适用于强度、刚度要求不高 或载荷不很清楚，而只能要求各向同性的产品。 在造艇上仅用于注射和喷射成型的小船。
2. 塑性
塑性是衡量船体结构材料好坏的重要标志之一。 材料具有良好的塑性，才能在制造过程中承受冷、 热加工，在航行过程中避免船舶因局部受力而破 坏。
玻璃钢材料的断裂伸长率很小，塑性较差。 因此，设计人员在设计间断处尺寸和开孔形式时
而大多数复合材料层合板的疲劳实验数据表明， 缺口所引起的疲劳强度降低是不明显的。缺口试 件的良好抗疲劳性能主要是由于损伤降低了缺口 尖端附近的应力集中。玻璃钢材料在这一点上优 于钢材，但如果让试件在接近基体断裂应变的高 应变环境下工作，其疲劳寿命会有所降低。
（二）物理性能
1．密度 玻璃钢密度在1.5~2.0之间，是普通碳钢的
这阶段应力与应变ε的关系为： σ=Eε
弹性模数E:它只与材料有关，是一个常数。
如果我们再考虑截面积F，弹性模量E与面积F之积，即EF称之为抗拉刚度。
压缩情况的定义与拉伸一样，仅是载荷的方向相反而已。
注意玻璃钢/复合材料层间强度和弹性模量低d 特点。
因为层间没有纤维连接，其层间剪切强度和拉伸强度都 较低。为此，在造船时，我们提倡层间交叉45°糊层或MR糊 层。从试验也可证明上述结论，例如用306#聚酯玻璃钢的层 间剪切强度只有8.9～26MPa，而层间抗拉伸强度还要低些。
玻璃钢的弹性模量E比木材大2倍，但比一般结构钢小10 倍.
在玻璃钢结构中，常感到刚性不足，会出现较大的变形。 在我们玻璃钢船艇中，常用合理的结构和壳板的夹层结构。 当然，也可用高模量纤维或中空纤维来解决。
（2）不同玻纤排列的玻璃钢强度
在玻璃钢生产中，玻璃纤维的排列方向大致有三 种：
第一种：单向纤维增强的玻璃钢
1/4~1/5，比铝还要轻1/3左右，但其机械强度却 很高，在某些方面甚至可以接近普通碳水平。 例如：环氧玻璃钢，其拉伸、弯曲和压缩强度均 可达到400MPa以上，其比强度大大超过普通碳钢， 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，而且有良好的透微 波性能，因此，玻璃钢占绝缘材料用量的1/3~1/2。