解密玻璃纤维增强塑料优缺点

解密玻璃纤维增强塑料优缺点

玻璃纤维增强塑料(FRP)俗称玻璃钢，是一种以玻璃纤维增强不饱和聚酯、环氧树脂与酚醛树脂为基体材料的复合塑料。作为复合材料的一种，玻璃钢因其独特的性能优势，在航空航天、铁道铁路、装饰建筑、家居家具、建材卫浴和环卫工程等等相关行业中得到了广泛应用。

根据所采用的纤维不同，玻璃纤维增强塑料分为玻璃纤维增强复合塑料(GFRP)、碳纤维增强复合塑料(CFRP)和硼纤维增强复合塑料等。它以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)为增强材料，以合成树脂为基体材料。纤维增强复合材料是由增强纤维和基体组成的。纤维(或晶须)的直径很小，一般小于10微米，是脆性材料，易损伤、断裂和受腐蚀。基体具有黏弹性和弹塑性，是韧性材料。

玻璃纤维增强塑料的相对密度在1.5～2.0之间，只有碳钢的1/4～1/5，但拉伸强度却接近甚至超过碳素钢，强度可以与高级合金钢媲美。因此，玻璃纤维增强塑料在航空、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中应用广泛。某些环氧玻璃钢的拉伸、弯曲和压缩强度甚至能达到400兆帕以上。

主要优点：

1.耐腐蚀性能好对大气、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力，已被应用于化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。

2.介电性能好是优良的绝缘材料，可用来制造绝缘体。高频下仍能保持良好介电性。

3.热性能良好热导率低，室温下为1.25千焦/(米•时•开)～1.67千焦/(米•时•开)，只有金属的1/100～1/1000，是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲击。

4.可设计性强可充分选择多种材料来满足不同产品的特性，如可以设计成耐腐的、耐瞬时高温的、产品某方面有特别高强度的、介电性特别好的等各种类型。

5.工艺性优良可根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺;工艺简单，可以一次成型，尤其是对形状复杂、不易成型、数量少的产品来说，其工艺更显优越。

主要缺点：

1.弹性模量小弹性模量比木材大两倍，但比钢小，因此产品刚性不足，容易变形。但可以做成薄壳结构或夹层结构，也可通过高模量纤维或做加强筋等形式来弥补。

2.长期耐温性差FRP一般不能在高温下长期使用，通用型聚酯FRP在50℃以上时强度就会明显下降，一般只在100℃以下使用;通用型环氧FRP在60℃以上时强度有明显下降。但可以选择耐高温树脂，使其长期工作温度保持在200℃～300℃之间。

3.层间剪切强度低层间剪切强度是靠树脂来承担的，所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来增强层间黏结力，在产品设计时应尽量避免层间受损。