玻璃钢简述

玻璃钢简述

材料学院金属1002 3100702040 邹振强

摘要：复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。本文着重介绍了复合材料中的玻璃钢的应用和性能，及其发展前景。

关键字：玻璃钢，应用，性能，发展前景

前言：玻璃钢也称玻璃纤维增强塑料制品，它是以合成树脂作为粘合剂，以玻璃纤维及其制品(玻璃纤维布、带、毡等)作增加材料制成的一种复合材料，外文简称FRP或GRP。[1]通常是将玻璃纤维用合成树脂（大多为热固性树脂）浸渍后，藉层压或缠绕等方法成型。除用于建筑业中作结构材料外，还广泛用于需耐蚀的石油化工设备、汽车车身、火车车箱和船体、电子工业中的印刷电路板等。[2]随着低碳经济社会的来临,节能材料越来越受到社会关注。玻璃钢/复合材料(GFRP)作为替代传统材料的新材料应用领域在不断扩大。作为一种极富挑战性的现代材料，玻璃钢产品以其轻质、高强度、耐腐蚀、大量节约能源等优良特性，在各个领域发挥着越来越重要的作用。在大力倡导节能、环保的今天，玻璃钢行业正面临整体提升、快速发展的良好机遇。

一、玻璃钢主要产品

产品主要有玻璃钢管道、玻璃钢夹砂管道、玻璃钢保温管道、玻璃钢烟气脱硫装置、玻璃钢高压管道、玻璃钢贮罐及装置、玻璃钢大型容器，机械缠绕玻璃钢夹砂管道、玻璃钢工艺管道、玻璃钢电缆管系列；玻璃钢立（卧）式贮罐（储罐）、运输罐、化工设备罐；横流式、逆流式玻璃钢冷却塔，亚硫酸塔、酸雾净化塔等化工及环保设备，各种型号的玻璃纤维布、冷却塔配件、冷却塔填料以及一些建筑材料和防腐材料。[4]在考虑玻璃钢复合材料设计的同时，引入夹层结构是重要的形式。当前，玻璃钢夹层结构广泛应用于造船工业，建筑业、航空航天工业。采用玻璃钢夹层结构使玻璃钢产品体现在更低重量的条件下的高强度、刚度，更富有市场竞争力。近几年，顺应风电业发展，国内外制造夹层结构的企业云集市场。[5] 2．玻璃钢产品生产的新工艺就整个玻璃钢领域来说，一些技术密集、高度自动化的成型工艺技术，有较大的新发展，如拉挤、树脂传递模塑料(RTM)、片状模塑料(SMC)、聚丙烯玻璃纤维热塑性冲压片材(GMT)等，同时三维增强材料、复合材料成型工艺、复合材料的再生利用

技术和破损修补技术等也随着复合材料技术的不断发展而逐渐完善。当然近年热塑性玻璃钢也得到较快发展，主要由三方面原因决定：一是原材料货源充足、价格较低，二是工艺性能好，三是韧性较高。这些优点使其在某些领域胜于热固性树脂，包括环氧树脂为基材的玻璃钢，使热塑性玻璃钢得到更广泛应用。[6] 玻璃钢的再利用问题已形起各方重视，这也是发展过程中的重要课题。[7]美国、日本有关厂家已对热固性玻璃钢的废料提出了两种不同的处理方法，如美国的机械粉碎法，将玻璃钢废料经速冻、粉碎、磨粉，将所得细粉做填料使用。实验证明在SMC树脂混合物中加入10～15%的玻璃钢细粉做填料，制品性能不降低还降低了制品比重。为开发玻璃钢回收技术，人们一直在进行研究。SMC工艺生产的FRP制品能通过粉碎的方法成功的回收利用，粉碎产物作为填料再使用。玻璃钢废物(加SMC废料)主要由无机材料组成，可以通过烧结处理回收。[8]

二、玻璃钢产品的主要应用

1玻璃纤维增强塑料在建筑领域的应用结构由于玻璃钢的可设计性和良好的力学性能可用于建筑物的承载结构以及建筑物加固。[9]玻璃钢门窗具有质轻，高强，防腐，保温，绝缘，隔音，寿命长等特点，因此在建筑工程上开始广泛应用。[10]用作承载结构的玻璃钢建筑制品有柱、桁架、梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等，玻璃钢围护结构制品有各种玻璃钢波纹板、夹层结构板，整体式和装配式折板结构和壳体结构，用作工业与民用建筑的内外墙板、天花板、壳体的板材，它既是维护结构，又是承重结构。[11]其中玻璃钢夹层结构板的最大优点是：承载能力大，重量轻，有较好的保温和隔音效果。

2.化工防腐我国每年工业设备与器材因腐蚀而造成的经济损失达１００亿元以上，美国曾高达其国民生产总值的4９％。具有优异耐化学防腐蚀性能的玻璃钢早为人们所共识，化工防腐是玻璃钢的传统市场，如胜利油田已用玻璃钢管３５０多公里，高压玻璃钢管市场看好。发达国家１５％的玻璃钢用在化工防腐，预计我国将以不低于１０％的年增长发展。[13] 3渔船我国现有渔船９６万艘，其中机动渔船4３万艘，９８％是木船。钢船易锈蚀，维修费高；木船技术性能差，安全性能差，油耗高，尤其是我国森林资源短缺；玻璃钢渔船整体性好、油耗低、少维修、寿命长，其优越性已逐渐为渔民所认识。目前玻璃钢渔船的保有量（4６０艘）与我海上渔业大国极不相称。

4陆地车辆生产实践和科学研究表明，玻璃钢复合材料不失为较科学、理想的新型汽车零部件材料。在未来开发节能、环保的新车、快速改型换代、小批量投产方面，它将起着重要作用。地球石油资源日趋枯竭，据称现存资源仅能再开采５０年，因此世界上已开发压缩

天然气（ＣＮＧ）或电能、太阳能等能源驱动的汽车。ＣＮＧ作燃料可降低噪音，延长发动机寿命，尤其是排放的氮硫氧化物远低于汽油或柴油驱动的汽车，对环保有利。此外，高速列车、汽车所用玻璃钢件颇多。[14]

5 能源风力发电机已在推广中，目前叶片已做到长２２.５米（直径约５０米，发电功率６００～１０００ｋＷ）。核电站已成功地大量采用玻璃钢管。开发风力资源、太阳能及核电配套产品，玻璃钢行业将大有可为。

三、玻璃钢行业发展趋势前景分析

我国的玻璃钢工业起步于１９５８年，“八五”以来获得了长足的发展。近几年，随着市场经济的逐步完善，我国玻璃钢行业呈现出跳跃式增长之势，年增长率为国民经济增长率的３～4倍。２０００年，玻璃钢总产量达历史最高水平，产量超过日本，居世界第二位。在倡导环保、节能的当今世界，与其它工业门类相比，玻璃钢工业具有旺盛的增长活力。在美国、欧洲等发达国家，作为玻璃钢产品的主要材料玻璃纤维工业的增长率一直高于这些国家的ＧＤＰ增长率。我国玻璃钢工业目前已形成一门独立的工业体系，在国民经济中发挥着越来越重要的作用，出口也呈增长势头。玻璃钢/复合材料技术当今的发展的两大趋势：一是大力开拓玻璃钢/复合材料的应用范围，二是不断提高先进性能。因此材料的技术进步十分重要，玻璃钢/复合材料的再利用问题已形起各方重视，这也是发展过程中的重要课题。

璃钢行业在全世界的发展现在已经是最热的趋势。不过在我国玻璃钢产品的发展还有很大的空间去开拓，由于我国的玻璃钢行业起步较晚。所以有些市场还没有完全打开。有些市场目前还处于空旷阶段。玻璃钢行业将坚持自主创新，以技术促进行业可持续向高层次发展。

参考文献

[1] 李瑞英，玻璃纤维增强塑料在建筑领域的应用[J].上海建材.第二期.2010

[2] 赵鸿文.我国玻纤，玻璃钢产业及市场走势[J].热固性树脂第16卷第五期.2001.9

[3] 薛忠民.中国复合材料/玻璃钢工业50年[J].玻璃钢/复合材料.第五期.2009

[4] 陈博.玻璃钢行业2006年运行分析与2007年行业展望[J].综述Fiber glass.2007

[5] 陈博.世纪之交的中国玻璃钢工业[J].玻璃钢/复合材料.2001.3

[6 ] 陈博.2008年我国玻璃钢与复合材料行业技术进步综述[J].二十一建筑材料。第一卷第三期.2009.6

[7] 李彦春.我国玻璃钢/复合材料发展动向[J].玻璃钢/复合材料论坛第十二集.2008.10