玻璃钢复合材料 14页

'为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划玻璃钢复合材料　　玻璃钢复合材料耐腐蚀性能研究　　摘要：文章研究了分别以环氧乙烯基树脂和不饱和聚酯树脂为基体材料的玻璃钢复合材料在苛刻外部使用环境下的耐腐蚀性能，通过对比试验前后复合材料表面形貌的变化、耐热性能的衰退、硬度、拉伸及弯曲强度、模量等的一系列变化来综合评价此玻璃钢复合材料的耐腐蚀性能。　　关键词：玻璃钢复合材料；环氧乙烯基树脂；耐腐蚀　　1前言　　我国的玻璃钢复合材料开发和应用在近年来得到了快速的发展，无论在材料制备技术、材料设计种类以及生产规模等各个方面有了明显的突破。虽然如此，但是目前国内玻璃钢复合材料的新产品的开发和性能研究等方面还需进一步提高。使用性能方面的研究对玻璃钢复合材料在各个领域应用具有着重要的战略意义，同时性能的系统性研究有助于新产品的系列开发和其应用领域的拓展。　　本文分别以环氧乙烯基树脂和不饱和聚酯树脂为基体材料的玻璃钢复合材料，系统研究其在极端外部使用条件下耐腐蚀性，以期积累此复合材料使用过程中的各种性能数据，为完善和优化复合材料的结构设计做出重要的数据积累。　　2材料、试样制备和试验仪器目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　材料　　试验基体材料：环氧乙烯基不饱和聚酯树脂-961、不饱和聚酯树-191；增强材料：SW110玻璃纤维布；引发剂：过氧化甲乙酮；促进剂：环烷酸钴。　　试样制备　　本次试验试样形式为板材，通过湿法手糊工艺制造，接触压力为/cm。分别采用环氧乙烯基树脂和不饱和聚酯树脂为基体材料的玻璃钢层合对比试件板。　　实验仪器　　玻璃化转变温度：采用diamond630型差热分析仪；硬度测试：采用巴氏硬度计；拉伸强度：采用Instron5582万能材料试验机应用最多的领域之一。目前船舶中用量最大、范围最广的复合材料是玻璃纤维增强塑料，即玻璃钢。　　船用GFRP具有下列优点：　　(1)质轻、高强。　　(2)耐腐蚀，抗海生物附着。　　(3)无磁性。　　(4)介电性和微波穿透性好。　　(5)能吸收高能量，冲击韧性好。　　(6)导热系数低，隔热性好。　　(7)船体表面能达到镜面光滑，并可具有各种色彩。　　(8)可设计性好。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　(9)整体性好，船体无接缝和缝隙。　　(10)成型简便，批量生产性特别好。　　(11)维修保养方便，全寿命期的经济性能好。　　由于GFRP具有传统造船材料所无法比拟的优点，故倍受造船界的重视。经多年的开发应用，已成为一种重要的船用材料。但因其弹性模量低和受成型技术等的限制，尚不能建造太大的舰船，加之价格较贵，故在整个造船工业中的用量比钢材少。　　自40年代中期第一艘GFRP船问世以来，世界各国相继开始研制各种GFRP船舶，25年间CM船舶开发的业绩超过了钢质船舶近一个世纪的发展历程，尤其是美、英、日、意等国迄今仍保持强劲的势头。美国的GFRP造船量居世界首位；日本1993年GFRP渔船的数量已超过32万艘，GFRP游艇则超过了20万艘；据统计英国20米以下的船有80％是采用GFRP制造，而且还批量建造了世界上最大的GFRP反水雷舰；意大利和瑞典也分别建成了各具特色的新颖硬壳式和夹层结构的大型GFRP猎扫雷舰。中国从1958年开始试制GFRP船，迄今也已制造了数以万计的各种GFRP船艇。下面对一些主要国家GFRP船艇产品的研制和开发情况作一概述。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　美国是使用CM最早和最多的国家，40年代初就宣告GFRP研制成功。1946年美国海军建成了长米的世界第一艘聚酯GFRP艇，拉开了CM造船的序幕。1954年前后，美国的手糊成型工艺日趋成熟，即开始开发GFRP游艇，次年就大量生产游艇、帆船等船艇。1956年美国建造了2艘不同结构形式的小型扫雷艇，开始了GFRP在扫雷艇中的应用研究，国迄今最大的CM舰船是于1991年美建成的Osprey号。美国还造了许多GFRP游艇，最大的长达44米。1966年美国开始批量生产大型渔船，1979年就建造了390艘。英国它的造船工业是最早使用GFRP的部门，1962年英国船舶登记局颁布了劳氏船级社关于6～36米长GFRP船的技术规范。英国不仅是大型GFRP反水雷舰艇的先驱国家，它在CM高速艇的研制技术方面也属世界一流水平，建造了不少军用高速艇，它还研制了航速很高的轻型气垫船和横渡英吉利海峡的HM-2型气垫渡船。　　意大利的GFRP游艇工业不仅发展较早，而且技术非常先进。它是欧洲制造35米以上大型豪华游艇的中心之一，除了采用玻璃纤维外，还使用芳纶纤维和碳纤维增强，以提高游艇的性能。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　瑞典，也很注重GFRP在船艇中的应用。应该指出的是，瑞典的夹层结构CM技术堪称世界一流。80年代中期澳大利亚的２艘Bay级双体猎雷艇就是引进瑞典夹层结构技术建成的。瑞典的夹层结构技术还用于建造了不少高速军用艇和巡逻艇，TV171、TV172和CG27型海岸巡逻艇。如值得一提的是，瑞典在1991年研制成世界第一艘CM隐形试验艇“斯迈杰”号，该艇集先进CM技术、夹层结构技术、隐身技术及双体气垫技术于一体，实属舰船中的高科技产品。　　日本的GFRP工业始于40年代，40多年的发展，GFRP产量已跃居世界第2位。经其在船艇方面的CM主要用于渔船，仅海洋机动渔船的用量就占％。日本的高性能碳纤维的研制水平及生产能力均居世界前列，主要用于高性能船舶、赛艇及豪华游艇。日本的第一艘GFRP船建于1953年，60年代初GFRP游艇得到很大发展，成为美国游艇承包建造基地，为建造GFRP渔船和大型艇奠定了基础。60年代末开始大量生产16～18米高速作业船、装载船、救生艇、渔业监督船及高速客船。整个70年代是日本GFRP渔船大发展的时期，平均每年增加万艘，且向大型化发展，吨位达到99吨。至1993年GFRP渔船已有万艘，占机动渔船的％。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　中国GFRP在中国出现后不久，第一艘聚酯GFRP工作艇于1958年在上海诞生。次年，北京也研制出环氧GFRP汽艇。这2条艇分别从南方和北方拉开了中国GFRP造船的序幕。经过近40年的研制和开发，业已建造了大小不一的百余种型号GFRP船艇，其中最大的为总长近39米的扫雷艇；高速滑行艇的代表为982型边防巡逻艇，已造了200多艘；渔船则以80年代中后期批量建造的总长近20米的海洋渔船为代表，其多数被派往南太平洋进行远洋捕捞作业；典型的游艇为52英尺豪华游艇；自1992年中国在蛇口召开第二届国际高性能船舶会议以来，广东地区掀起研制CM高速客船的热潮，先后研制了40～100客位单体高速船，1995年还建成160客和225客高速双体气垫船，并与法国合作开发了双体机动帆艇，最近正在研制航速高达80公里/小时的CM水翼艇。　　据不完全统计，中国GFRP的年产量约为万吨，已形成数百家GFRP造船厂和制品厂，GFRP船艇的年生产能力约为7000～8000艘。值得注意的是，在这众多的GFRP船舶中，近年来已出现一批或正在开发几型尺度较大、技术要求较高的高性能船舶。特别是国家科委决定将《大型GFRP渔船的研制及产业化》项目列入国家重点科技攻关计划，这将有力地推动中国船舶中数量最多的渔船之GFRP化的进程，从而将促进GFRP/CM工业和GFRP造船业的发展。　　中国台湾省的GFRP造船业始于60年代中，1966年年用量仅360吨，1988年以来平均增长率为％，到1988年GFRP年用量已超过40000吨。台湾的船用树脂和玻璃纤维已有多家厂商获得英国劳氏船级社的证书。自1965年从国外引进GFRP造船技术，使游艇生产走向专业化和现代化。经过10年努力，至1975年GFRP游艇已成为重要的出口产品。台湾早在1968年就开始试制渔船，初期主要生产2吨以下的小型渔船和GFRP包覆木质渔船，以后逐渐建造较大的渔船。总之，台湾省的GFRP游艇和渔船都比大陆的起步早，发展快，特别是游艇的质量和数量上尤其突出。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　对于GFRP船舶而言，其船体材料、结构设计与建造工艺这三者之间是密切相关而不可分割的。GFRP原材料品种很多，可供选择和组合的方案则更多。GFRP与木材和金属的根本差异在于其结构材料和船体结构是在工艺过程中同时形成的，结构形式的选择及设计技巧的发挥对船体性能有至关重大的影响，而它们又都与建造方法、工艺过程、操作水平及环境条件等有关。舰船设计师的任务是如何充分利用各种GFRP原材料和结构形式的优点，扬长避短，有选择地将它们应用于各种特定的舰船，使之各得其所；也可根据特定船艇的不同要求，在同一艘船上混杂地采用几种结构形式。我们相信，随着GFRP船的材料、设计和建造工艺的深入发展，随着各种类型GFRP船艇的研究开发，在GFRP船艇领域中将会出现新的设计概念，推出更新颖的GFRP材料和船体结构形式及相应的建造工艺。总之，从GFRP的性能及其船舶设计和建造技术的现有水平和发展前景来看，CM在造船中的应用将日益广泛。当前已能用它来建造各种中小型民用船和军用舰船，从数量上来看，最多的是游艇、渔船、救生艇、高速艇、工作艇以及反水雷舰艇等。下载本文档需要登录，并付出相应积分。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　生产复合材料的主要原材料是各种基体和增强材料，但在实际生产中为了操作的方便，工艺的需要，成本的考虑以及制品的性能和外观需求等，需要加入稀释剂、填料、阻燃剂、颜料等辅助材料。这里就几种主要的辅助材料作简要介绍。　　一：浸润剂　　浸润剂是在玻璃纤维拉丝过程中被覆上的，其作用是满足拉丝，纺织等工艺的要求，但浸润剂的存在妨碍了树脂和玻璃纤维的粘结。因此，在制作玻璃增强树脂材料之前，应将其除去。除去的程度用残留量衡算。主要的方法有洗涤法和热处理法。最常用的是热处理法。　　现在的玻璃纤维生产工艺也有选择既可以做浸润剂又可以做偶联剂的物质当浸润剂，这种玻璃纤维制品就不需要进行表面处理。还有的生产厂家，在出厂前已将玻璃纤维处理好了，并涂上了偶联剂。　　二：偶联剂　　复合材料的性能除了决定于所选用的增强材料和基体材料外，很大程度上还决定于增强材料和基体材料界面结合的强度，增强材料经表面处理后，大大改善了复合材料的性能。其作用机理一般认为是偶联理论：即偶联剂含有两部分性质不同的官能团，一种能于纤维表面很好结合，另一种官能团能很好的和基体结合。通过偶联剂把两种截然不同的材料结合成一个整体。常见的有以下两种：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　1.有机酸氯化铬络合物简称铬络合物，常见的是“沃兰”化学名是甲基丙烯酸氯化铬络合物。它通常做成水、异丙醇合丙酮的溶液，该溶液为酸性，一般是暗绿色。　　2.有机硅处理剂有机硅烷处理剂是一类品种很多效果也很显著的处理剂，其分子中含有R基团和X基团，R基团中含有能与树脂作用形成化学键的活性基团，X基团中含有水解后能与玻璃结合的基团。这类处理剂中以KH-560最为常用。　　三：引发剂　　引发剂是一类能引起分子活化而产生游离基，从而引发连锁反应的物质。一般的树脂通过加热也可以固化，但反应难以控制，并且反应不完全。一般用引发剂，最常用的有过氧化环己酮、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酰等，使用时根据复合材料的成型工艺和成型要求的固化温度来选择。　　引发剂为有机过氧化物，活性很强在消防上属于危险品，而且对人体，尤其是皮肤和眼睛有刺激。另外，引发剂和促进剂不可直接接触，易发生爆炸。应贮存于阴凉、干燥处，避开热源。　　四：促进剂目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　促进剂是一种能促使引发剂在临界温度以下形成游离基的物质。因为现今的引发剂为有机过氧化物，大多数的临界温度比较高，常温下分解缓慢。如果单纯用提高温度的方法会使制品出现气泡和裂纹。加入促进剂的话，可降低氧化物的临界分解温度，加速室温下产生游离基的速率，确保室温固化定型。　　常用的促进剂有钴盐和叔胺两类。另外要正确的选择促进剂和引发剂的搭配使用。　　五：交联单体　　在不饱和聚酯树脂中，是由不饱和聚酯和交联单体两部分组成的溶液。不饱和聚酯树脂常用的交联单体有苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、二乙烯基苯等。六：稀释剂　　环氧树脂在室温下粘度大，不利于手糊操作，为了降低它的粘度，常在使用过程中加入一定量的稀释剂，以增加对纤维的浸润能力，同时还可以增加填料的加入量，在涂刷上也便　　于操作。稀释剂一般分为活性活性和非活性稀释剂。活性的能参与树脂的固化；非活性的只是机械混合，在固化时有部分会逸出，从而增加收缩率，降低粘结力，一般很少使用。常见的活性稀释剂有：环氧丙烷丁基醚、环氧丙烷苯基醚、甘油环氧树脂等，非活性稀释剂有丙酮、乙醇、甲苯等。　　七：增韧剂目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　一般用在环氧树脂上，因为环氧树脂固化后比较脆，为了改善它的脆性，提高韧性，可适当加入增韧剂。增韧剂也分活性和非活性，活性的参与固化反应；非活性的不参与固化反应。活性增韧剂有：聚硫橡胶、聚酰胺树脂、304#、302#；非活性的有邻苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯、磷酸三苯酯、亚磷酸三苯酯。　　八：着色剂　　主要是美化制品，可以在胶衣树脂或树脂中适量加入各种颜料糊。着色后的树脂基复合材料，不仅给人美感，还能达到各种不同的使用效果，若能正确使用，可以提高其使用价值。着色材料大多为粉状颜料、颜料糊等。一般分为有机染料和无机染料，有机染料着色力强，能得到透明的色彩，但大多数耐侯性、耐溶剂性差；无机溶剂着色力小，色彩不十分鲜明，耐侯性、耐溶剂性好，对于在室外使用或在苛刻条件下使用的制品，选用无机颜料较为合理。　　九：胶衣树脂　　在树脂基增强材料中，制品的耐久性很大程度上取决于暴露在表面的一层树脂的质量，应尽可能的使纤维不靠近表面，以防空气的侵蚀，因此在制品工作表面做一层树脂含量很高的胶衣树脂。其作用主要使对制品起保护作用，其次改善制品的外观，着色的胶衣树脂可以取代油漆等涂料。常用的有以下几种：目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　胶衣树脂一种以简苯二甲酸型不饱和聚酯树脂为基础，加入一定量触变剂配成的糊状树脂。它具有很好的触变性和流动性，便于涂刷而不产生严重的流胶现象。凝胶后能与其他聚酯树脂很好的粘结，还可以和其他各种颜料混合使用。固化后的胶衣层具有良好的耐气候性、耐水性及抗冲击性，用于制品表面，起到保护和装饰的作用。　　#胶衣树脂以弹性通用型聚酯树脂为基础，加入一定量触变剂配制成的树脂。性能与33#胶衣类似，但耐热性不及胶衣。　　#胶衣树脂它是新戊二醇型耐煮性胶衣树脂。特点是冲击韧性高，耐污染，耐磨耗性好；尤其是耐水煮性好。主要用于浴缸，卫生间等。　　#胶衣树脂耐火自熄胶衣树脂，高弹性，高抗冲击性。　　十：填料　　填料的主要功能是不仅能使复合材料制品的价格降低，更重要的是能显著改善制品的机械性能、耐磨性能、热学性能、耐老化性能等。　　1.石墨石墨是碳的结晶矿物之一。呈铅灰或黑色，不溶于水，是一种片状填料。用其改性的聚氯乙烯、聚丙烯材料不仅具有原来树脂的优点，而且还具有导电性能好，线膨胀系数小，弹性模量大等优点；改性的酚醛胶粘剂，石墨呋喃胶粘剂及石墨水玻璃胶粘剂等其粘结强度高，耐腐蚀性能好，　　2.云母云母是层状含水铝硅酸盐矿物，具有良好的耐高温性能和电绝缘性能，此外还具有很强的抗酸、碱和抗压性能。云母填充后可大大提高制品的拉伸弹性模量和弯曲弹性模量。另外，云母粉为无毒，可用于与食品接触的制品。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　3.高岭土俗称瓷土，是一种以高岭石或多水高岭石为主要成分、具有可塑性的软质粘土。化学性质稳定，比较耐酸，有较高耐火性。作为填充材料，高岭土具有优良的电绝缘性能，可调节树脂粘度及成型加工性能，提高耐磨性。在使用前要注意，一定要将其烘干。　　4.碳酸钙碳酸钙是目前最常用的无机粉状填料。可分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙和#　　胶质碳酸钙，一般用轻质碳酸钙。碳酸钙最早用于聚氯乙烯，以后有推广到其他热塑性和热固性树脂中去，其用量也超过其他填料。碳酸钙为无毒物质，可用于与食品接触的制品。　　5.滑石粉滑石是一种含水的硅酸镁矿物。滑石作为填料，可提高制品的硬度、耐火性、抗酸碱性、电绝缘性、尺寸稳定性、耐蠕变性，并有润滑性，可减少对机械及模具的磨损。无毒物质，可用于与食品接触的制品。　　6.白碳黑一种人工合成的白色二氧化硅微粉。用其做填料能提高树脂的的物理性能，电绝缘性能和刚硬度，但对设备有一定的磨损。由于其粒径小，使其还有很多其他优良的改性作用，是一种新型的填料。　　7.空心玻璃微珠在复合材料工业中，空心珠是最有用的填料之一。将其加在玻璃纤维增强的树脂中可以提高强度，减轻质量。另外还可用于其他许多树脂。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。 为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　十一：脱膜剂　　为使制品与模具分离而附于模具成型面的物质称为脱模剂。其功能是使制品顺利的从模具上取下来，同时保证制品表面质量和模具完好。脱模剂主要种类有；　　1.薄膜型脱模剂：主要有聚脂薄膜，聚乙烯醇薄膜，玻璃纸等，其中聚脂薄膜用量较大。　　2.混合溶液型脱模剂：其中聚乙烯醇溶液应用最多。聚乙烯醇溶液采用底聚合度聚乙烯与水、酒精按一定比例配制的一种粘性透明液体。干燥时间约30min.　　3.蜡型脱模剂：这种脱模剂使用方便，省工省时省料，脱膜效果好，价格也不高，因此应用也广泛。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。'