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          • 玻璃鋼的基本性能-物理性能

            發(fā)布日期:2019-06-20 14:21:49

            玻璃鋼具有密度小,良好的介電絕緣性能和良好的隔熱性能以及吸水性、熱膨脹性能等。 
            一、 密度: 
            玻璃鋼密度介于1.5~2.0之間,只有普通碳鋼的1/4~1/5,比輕金屬鋁還要輕1/3左右,而機械強度卻很高,某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。例如某些環(huán)氧玻璃鋼,其拉伸、彎曲和壓縮強復(fù)均達到400MPa 以上。按比強度計算,玻璃鋼不僅大大超過普通碳鋼,而且可達到和超過某些特殊合金鋼的水平。 玻璃鋼與幾種金屬的密度、抗伸強度和比強度比較見表2-6所示. 
            表2-6  材料名 
             密度  拉伸強度( MPa ) 
             比強度 高級合金鋼  8.0  1280 160  A3鋼  7.85  400  50  LY12鋁合金 
             2.8 420  160   鑄鐵  7.4 240  32   環(huán)氧玻璃鋼  1.73  500 280   聚酯玻璃鋼  1.8 290 160  酚醛玻璃鋼 
             1.8 
            290 
            160*比強度:即單位密度下的拉伸強度,也就是材料的抗拉強度與密度之比,用以說明其輕質(zhì)高強的程度.  

             

             二、電性能: 
              玻璃鋼有優(yōu)良的電絕緣性能,可作為儀表、電機及電器中的絕緣零部件,在高頻作用下仍然保持良好的介電性能。在絕緣材料中,用玻璃纖維布代替紙及棉布,可提高絕緣材料的絕緣等級,在用相同樹脂的情況下,至少能提高一個等級。玻璃鋼占絕緣材料用量的1/3~1/2,。在一些大型電機中,如12.5萬KW 電機,要用幾百千克玻璃鋼作絕緣材料。此外玻璃鋼不受電磁影響,而且有良好的透微波性能. 
             下表幾種玻璃鋼的介電性能: 
             玻璃鋼種類  介電常數(shù)  介電損失角正切  丁苯玻璃鋼  3.5~4.0  (3.5~5.0)*10-3  DAP玻璃鋼  4.0~4.8  (0.9~105)*10-2  聚丁二烯玻璃鋼  3.5~4.0  (4.5~5.5)*10-3  307聚酯玻璃鋼  4.0~4.8 (0.9~1.5)*10-3  6101環(huán)氧玻璃鋼 
             4.7~5.2 
              (1.7~2.5)*10-2三、熱性能  玻璃鋼有良好的熱性能,它的比熱大,是金屬的2~3倍,導(dǎo)熱系數(shù)比較低,只是金屬材料的1/100~1/1000。  此外,某些品種玻璃鋼的耐瞬時高溫性能也十分突出,如酚醛型高硅氧布玻璃鋼,在遇極高溫度時,產(chǎn)生碳化層,可有效地保護火箭、導(dǎo)彈及宇宙飛船在穿過大氣層時需要承受的5000~10000K 高溫及高速氣流的作用。    表2-8列出了幾種材料的熱性能。 
             材料  比熱  〔KJ(Kg·K)〕   導(dǎo)熱系數(shù)〔W/(m.K)〕  線膨脹系數(shù)  α10-5 /℃  聚酯澆鑄體  0.17  0.17  6~13  鐵  0.46  75.6  1.2  鋁  0.92 222   2.4  木材  1.38  0.09~0.19  0.08~0.16  玻璃鋼   1.26  0.40   0.7~6   由表2-8可以看出,玻璃鋼具有良好的熱絕緣性能,這是金屬材料無法比擬的。 四、耐老化性能  任何材料都存在老化問題,玻璃鋼也不例外,只是速度和程度不同而已。玻璃鋼在大氣曝曬、濕熱、水浸泡及腐蝕介質(zhì)等作用下,性能有所下降,在長期使用過程中會使光澤減退、顏色變化、樹脂脫落、纖維裸露、分層等現(xiàn)象。但隨著科學(xué)技術(shù)進步,人們可以采取必要的防老化措施,改善使用性能,提高產(chǎn)品的使用壽命。例如玻璃鋼放在哈爾濱地區(qū)進行自然老化試驗,板材拉伸強度下降最少,小于20%;彎曲強度次之,一般不超過30% ;壓縮強度下降最多,波動也最大,
            一般為25%~30% 。見下表所示。  力學(xué)性能  玻璃鋼種類  原始強度(MPa )  10年后強度   10年后強度   力學(xué)性能  玻璃鋼種類  原始強度(MPa )  保留強度(MPa)  強度下降率(%)   拉伸強度   環(huán)氧  290.77  244.22  16    聚酯  293.21  228.73  22  變曲強度  環(huán)氧  330.06  260.68  21    聚酯  292.04  224.91  23  壓縮強度  環(huán)氧  216.58  160.23  26    聚酯  199.43  139.65  30  變曲模量  環(huán)氧  1.73*104   1.11*104  36     聚酯    1.59*104    1.02*104   36     此外,室外風(fēng)、雨及陽光曝曬,會使玻璃鋼表層樹脂脫落,應(yīng)注意定期維護。  五、長期耐溫性及耐燃性  玻璃鋼的耐溫性及耐燃性取決于所用的樹脂,長期的使用溫度不能超過樹脂

            的熱變形溫度。  通用的環(huán)氧及聚酯玻璃鋼,都是易燃的,對于有防火要求的結(jié)構(gòu)物,要用阻燃樹脂或加阻燃劑,因此在使用玻璃鋼時,應(yīng)充分注意。  一般玻璃鋼不能在高溫下長期使用。如聚酯玻璃鋼在40℃~45℃以上,環(huán)氧玻璃鋼在60℃以上,強度開始下降。  近年來出現(xiàn)了一些耐高溫的玻璃鋼。如脂環(huán)族環(huán)氧玻璃鋼,聚酰亞胺玻璃鋼等,但長期工作溫度也只能在200-300℃以內(nèi),遠較金屬的長期使用溫度為低。 綜上所述五個方面的物理性能,可見玻璃鋼和金屬、陶瓷等材料不同,因此在使用上要發(fā)揮其長處,注意合理使用。   例如,玻璃鋼低溫性能好,強度不下降,因此北方冬季雖然室外氣溫降到-45℃~50℃ ,可玻璃鋼并不發(fā)脆。一般冷卻塔、防雨棚等室外構(gòu)筑物,在北方冬季里使用仍很安全。相反,玻璃鋼在高溫環(huán)境下要用專門的樹脂和配方,例如在100℃長期使用,就要采用耐高溫配方,用專門的工藝條件成型才行、否則玻璃鋼在長期*""%以上持續(xù)工作,就會遭到破壞。  玻璃鋼的基本性能-化學(xué)性能  玻璃鋼主要的化學(xué)性能就是它有突出的耐腐蝕性。它不僅不會象金屬材料那樣生銹腐蝕;同時,也不會象木材那樣腐爛,而且?guī)缀醪槐凰⒂偷冉橘|(zhì)所侵蝕,可以代替不銹鋼在化工廠中用來制造貯罐、管道、泵、閥等,不僅使用壽命長,而且不需采取防腐、防銹或防蟲蛀等防護措施,減少了維降費用。玻璃鋼在耐腐蝕方面的應(yīng)用是很廣泛的,國外一些主要工業(yè)國家,玻璃鋼用作耐腐制品方面都在13%以上,其用量有逐年增高趨勢。國內(nèi)用量也不少,大都用作金屬設(shè)備的襯里,以保護金屬。  玻璃鋼的耐腐蝕性,主要取決于樹脂,作為玻璃鋼用的樹脂,其耐腐蝕性是好的,但單純的用樹脂涂覆在金屬表面上,會出現(xiàn)較嚴(yán)重的龜裂裂縫,起不到防滲漏和保護金屬的作用。在樹脂中添加一定量的玻璃纖維后,將樹脂中出現(xiàn)較嚴(yán)重龜裂的可能性轉(zhuǎn)化為數(shù)量眾多的微小裂縫,而這些小裂縫形成一個貫串裂縫的機率是很小的,而相互間還有止裂作用,這樣可以阻止化學(xué)溶液介質(zhì)的滲透腐蝕。 玻璃鋼不僅對多種低濃度的酸、堿、鹽介質(zhì)及溶劑有較好的穩(wěn)定性,而且有抗大氣、海水和微生物作用的良好性能。  不過,對于不同的腐蝕性介質(zhì),應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臉渲筒AЮw維及其制品。關(guān)于玻璃鋼防腐,近幾年來應(yīng)用越來越普遍,顯示了防腐投資少,使用壽命長,節(jié)約大量不銹鋼材等方面的優(yōu)越性,取得了顯著的經(jīng)濟效果。  通常把玻璃鋼放在不同腐蝕介質(zhì)中,稱量其質(zhì)量的變化,來評定耐腐蝕性能好壞。質(zhì)量變化小,耐腐蝕性能好;質(zhì)量變化大,耐腐蝕性能就差。 
             

             

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