玻璃纤维增强环氧树脂
1010121511 郭金玲
一、玻璃纤维增强环氧树脂的简介及其优缺点
玻璃纤维增强环氧树脂，是指以长纤维、布、带、毡等玻璃纤维作为增强材料，以环氧树脂作为基体的纤维增强塑料，属于玻璃钢，是玻璃纤维增强热固性塑料的一种。是一种性能很好的聚合物基复合材料。
１、优点
纤维在复合材料中起增强作用，所以玻璃纤维环氧树脂的特点之一就是比重小、比强度高，比重为1.6-2.0，比最轻的金属铝还要轻，而比强度比高级合金钢还高 。玻璃纤维增强环氧树脂的耐腐蚀性在玻璃纤维增强热固性塑料（ＧＦＲＰ）中是最为突出的，在酸、碱、有机溶剂、海水等介质中均很稳定，其他ＧＦＲＰ虽然不如玻璃纤维增强环氧树脂，但是其腐蚀性也都超过了不锈钢。玻璃纤维增强环氧树脂具有很多的属于ＧＦＲＰ的共同特点，例如它是一种良好的电绝原材料，它的电阻率和击穿电压强度两项指标都达到了电绝缘材料的
标准
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。它也不受电磁作用的影响，不反射电磁波，微波透过性好。除此外还有保温、隔热、隔音、减振等性能。
玻璃纤维增强环氧树脂是ＧＦＲＰ中总体性能最好的，从下面图
表
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中可以看出
环氧树脂固化收缩率代低，仅1%-3%，而不饱和聚酯树脂却高达7%-8%；粘结力强；有B阶段，有利于生产工艺； 可低压固化，挥发份甚低； 固化后力学性能、耐化学性佳，电绝缘性能良好。
以FW(纤维缠绕)法制造的玻纤增强环氧树脂的产品为例，将其与钢比较。
玻璃含量
GF/EPR(玻纤含量80wt%)
AISI1008 冷轧钢
相对密度
2.08
7.86
拉伸强度
551.6Mpa
331.0MPa
拉伸模量
27.58GPa
206.7GPa
伸长率
1.6%
37.0%
弯曲强度
689.5MPa
弯曲模量
34.48GPa
压缩强度
310.3MPa
331.0MPa
２、缺点
环氧树脂的固化反应是一种放热反应，一般易产生气泡，只要在树脂少添加点添加剂，一般很少发生鼓泡现象。
它的最大不足就是环氧树脂粘度大，加工不太方便，而且成型时需要加热，如在室温下成型会导致环氧树脂固化反应不完全，因此不能制造大型的制件，使用范围受到一定的限制，不能在生活中广泛应用。
玻璃纤维增强热固性塑料的成型加工技术
目前玻璃纤维增强环氧树脂在生产上主要有十种成型工艺：
手糊成型（HLU）
树脂传递成型（RTM）
纤维缠绕成型法（FW）
结构反应注射成型（SRIM）
拉挤成型 （PULT）
真空袋法成型（VB）
树脂膜熔浸成型（RFI）
低温固化预浸料成型（CP）
预浸料（高压釜）成型 SCRIMP RIFT VARTM
目前我国还是以手糊成型为主，在树脂基复合材料中约占80%。这里就具体介绍一下手糊成型
手糊成型
手糊工艺是聚合物基复合材料制造中最早采用和最简便的方法。
１.工艺流程如下图
２.手糊成型工艺的优点：
1)、不受尺寸、形状的限制；
2)、设备简单、投资少；
3)、工艺简单；
4)、可在任意部位增补增强材料，易满足产品设计要求；
5)、产品树脂含量高，耐腐蚀性能好。
３.手糊成型工艺的缺点：
1）、生产效率低，劳动强度大，卫生条件差；
2）、产品性能稳定性差；有些树脂有害健康
3）、产品力学性能较低。
４.手糊成型易发生的缺陷及防止措施
1）、制品表面发粘
原因1：空气湿度太大，水对树脂起阻聚作用
解决办法： （1）在树脂中加入0.02％左右的液体石蜡；
（2）在树脂中掺加5％的异腈酸酯 ；
（3）制品表面覆盖薄膜隔绝空气；
、制品内气泡太多
原因1：树脂用量过多 1、控制胶含量 2、注意拌合方式
原因2：树脂粘度过大1、适当增加稀释剂 2、提高环境温度
原因3：选用浸透性好的无捻玻璃布
3）、流胶
１.树脂粘度太小，可加入2～3％的活性氧化硅。
2.配料不均匀， 充分搅拌 。
3.固化剂用量不足， 适当调整固化剂用量。
５、典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的应用
（一）、在航空、航天工业中应用
（二）、环氧复合材料在民用工业中的
1、玻璃钢的压力容器和管道
2、玻璃钢电机护环、套环等
3、玻璃钢模具
4、防腐蚀制品
(三）、主要产品
汽车仪表盘、保险杠、建筑门、窗、桌、沙发、电绝缘件小艇半成品、列车和卡车车身面板、艇、赛车、芯材粘结、飞机鼻锥雷达罩、机翼、方向舵管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体
玻璃纤维增强环氧树脂的发展现状及展望
环氧树脂配方设计根据应用技术用途的多变性、成型工艺技术的多样性，在高分子合成材料范畴里是独特的。我国环氧树脂五十年来的发展实践和事实，证明了这样一个真理：应用技术促进了合成工业的发展，而合成工业的发展又推动了应用技术的科技进步。
目前，中国的环氧树脂体系和应用技术行业的重点发展的应用领域有以下几类：
·重防腐环氧树脂配方体系（粉末涂料、液态无溶剂涂料和水性涂料等）：
·高速铁路无渣道轨环氧树脂充填配方体系：
·风力发电机风叶环氧树脂配套体系：
·建筑工程环氧树脂配方体系（建筑补强、碳纤维增强、建筑结构胶粘剂和地坪涂料等）：
·电子元器件低应力灌封密封配方体系（耐严酷环境工作条什）：
·电器、电工部件干式绝缘中温固化环氧树脂配方体系（真空浇注工艺和APG工艺技术等）
·无气隙玻璃纤维增强复合材料环氧树脂配方体系。
无气隙玻纤增强环氧树脂复合材料制品，具有均匀密实的结构特性，耐环境老化性能优异，机械强度和尺寸稳定性好，电绝缘性能优异等一系列特性，因此，是树脂基纤维增强复合材料的发展方向，必将延伸到复合材料的其它成型工艺技术中去，大有发展前景和市场机缘。
我国复合材料/玻璃钢工业研究起始于1958年，经过多年的发展，产量从1978年的6000多吨发展到2008年的295万吨，已经仅次于美国，跃居世界第2位。但在很多高新产业关于玻璃纤维增强环氧树脂的研究仍然远远不够，目前在很多产业方面，尤其在航空航天、飞机、建筑以及地铁和汽车产业中，有很多部件因为暂时还没有研制出性能更好，质量更轻的材料仍然采用金属，这势必会造成能源的损失。而玻璃纤维增强环氧树脂材料具有比金属更轻，更坚硬、更耐辐射、更绝缘的特性，所以在未来的高新产业方面，定会大有作为。
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