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不飽和樹脂是一種熱固性樹脂,由于受熱或引發劑的作用,可以固化成一種不溶于水的高分子網狀聚合物。但是,這類聚合物的機械強度非常低,不能滿足大多數用途的需要,當用玻璃纖維加固時,可以成為俗稱“FiberReinforcedPlastics”的一種復合材料。與樹脂澆注料相比,“玻璃鋼”的機械強度等各方面性能都有較大提高。
玻璃鋼(UPR-FRP)以不飽和樹脂為基材,具有如下特點:
輕巧高強度。
FRP的密度為1.4-2.2g/cm3,比鋼輕4-5倍,但其強度不小,其比強度更高,比鋼硬鋁、杉木等。對航空、航天、火箭、導彈、軍械和運輸等需要減輕自身重量的產品具有十分重要的意義。舉例來說,波音747客機的主結構采用FRP部件達到2.2噸,有效節約了飛機燃油,提高了航速,延長了航程,增加了有效載荷。參見表1。
UPR-FRP和其它材料的性能見表1。
極限抗拉強度(Mpa)比強度(g/cm3)。
(×103cm)拉伸彈性模量(Gpa)比模量。
(×103厘米)
FRP1.5-1.73522076.619.71115.9。
鋼材7.88801128.2204.16261.7
硬鋁2.8457.61634.270.4251.4。
Prada0.570.41408.09.86197.2
良好的耐蝕性能。
UPR-FRP是一種耐蝕性好的耐蝕材料,可耐一般濃度的酸、堿、鹽、大部分有機溶劑、海水、大氣、油等,對微生物有較強的抵抗力,廣泛應用于石油、化工、農藥、醫藥、染料、電鍍、電解、冶煉、輕工等國民經濟諸多領域,起著其它材料無法替代的作用。
良好的電氣性能。
UPR-FRP絕緣性能極好,在高頻情況下,UPR-FRP仍然具有良好的介電性能。該器件不反射無線電波,不受電磁干擾,微波透射性能好,是制作雷達罩的理想材料。利用它生產儀表、電機、電器產品等絕緣部件,可提高電器的使用壽命和可靠性。參見表2。
表格2UPR-FRP的介電特性。
體電阻率
(Ωcm)絕緣強度。
(KVmm-1)介電常數。
(60Hz)功率因素。
(60Hz)抗電弧性。
(S)
1012~101415-203.0-4.40.003125。
熱學特性獨特。
UPR-FRP的熱導率為0.3-0.4Kcal/mh℃,僅為金屬的1/100-1/1000,是一種優良的絕熱材料,用它制作的門窗是第五代節能建材。此外,FRP的線脹系數也非常小,接近于一般的金屬材料,FRP和金屬的連接不會受熱膨脹,這有利于粘接金屬或混凝土結構。
處理技術性能優良。
該UPR加工技術性能優良,工藝簡單,可一次成型,并可在常溫常壓下成型,加壓固化,且固化過程不產生低分子副產物,可制備較為均勻的產品。以其優良的工藝性能,近年來被廣泛應用于制作非玻璃纖維增強材料,如工藝品、大理石制品、聚酯漆等。
能很好地設計材料。
UPR-FRP是一種以UPR為基體,玻璃纖維增強的復合材料,兩者通過一次加工形成Z終形狀的制品。FRP不僅是一種材料,而且還是一種結構。我們所說的設計包括兩個方面的內容:(1)功能設計;選擇合適的UPR和玻璃纖維,可制成具有各種特殊功能的FRP制品,如:能制成耐腐蝕產品;可制成耐瞬時高溫的產品;可制成透光板;可制成耐火阻燃制品;可制成耐紫外線制品……(2)結構設計:可根據需要靈活地設計各種產品結構,如玻璃鋼門窗、玻璃鋼格柵、玻璃鋼管、玻璃鋼槽、玻璃鋼罐等。
沒有一種物質是萬能的,FRP也不例外。FRP與金屬相比有很多本質上的區別,如金屬是各向同性材料,FRP是各向異性材料,在應力作用下,金屬一般可分為彈性變形和塑性變形兩個階段,在應力作用下,FRP一般不存在明顯的塑性變形階段,不存在屈服點,受力過程中有分層現象,超負荷時容易斷裂。二是FRP模量較小,比鋼差10倍,所以對剛性要求高的產品必須精心設計。再次,FRP的耐熱性能遠不及金屬材料,其長期使用溫度僅限于200℃以下。
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