玻璃钢废弃物处理办法

玻璃钢废弃物处理方法

废弃玻璃钢产品，传统的处理方法是掩埋与燃烧。掩埋有占用大量土地及污染地下水的缺点，燃烧有产生有害气体污染环境的缺点。特别是近年来研究已证实，不饱和聚酯的主要原料苯乙烯为环境激素。它的化学结构稳定，又不能生物降解，具有很高的环境滞留性，成为持续性有机污染物，无论在空气、水，还是在土壤中，都能强烈地吸附于颗粒上，借助于水生、陆生食物链不断富集，对生态环境造成危害，人类若食用被污染的动、植物，将产生严重的后果。主要表现在：１）环境激素引起男性生殖能力下降；２）男子女性化程度加剧；３）环境激素引起女性生殖系统癌变。国外的处理方法：１作为水泥原料。该方法是把玻璃钢废弃物先粉碎为粒径１０毫米大小的粉末，吹入水泥窑炉内，作为燃料燃烧，残渣作为水泥原料使用。这种方法的特点是：能把玻璃钢废弃物全部处理完毕。玻璃钢废弃物一部分转化成能源，可以减小部分燃料用量，也就减少了二氧化碳的排放。因窑内温度高，产生的有害气体极少，没有有害气体污染空气的问题。２作为高炉炼铁还原剂使用。把玻璃钢废弃物粉碎成粒度为１～１０毫米的粉末，吹入高炉，利用废弃物的碳与氧反应生成一氧化碳，把氧化铁粉还原为铁。其特点基本上与第一种方法相同。３物理回收。将玻璃钢废弃物粉碎成粒度不同的粉末，作为填料使用。这种方法，生产成本最低，处理方法简单，但在制造微粉时，粉碎成本相对较高，作为微粉添加到ＢＭＣ、ＳＭＣ或其他玻璃钢产品中，往往随着添加量的增加，降低新制品的强度。４化学回收法。这种方法是把粉碎后的微粉溶解于乙二醇，在２３０℃～２４５℃的高温下，在碱催化剂的作用下，使树脂分解，分离出玻璃纤维，再加入顺丁烯二酸或反丁烯二酸进行再反应，重新生成不饱和聚酯，得到的不饱和聚酯分子量有所提高，产品性能有较大程度的提高。该方法的优点有三：（１）废弃玻璃钢在２３０℃～２４５℃可由乙二醇类分解。（２）一般合成树脂设备都可进行废弃玻璃钢分解，不需要增加设备投资。（３）分解物不需要精制，直接可作为合成原料，再合成不饱和聚酸树脂。国内宜采用的方法：我国的玻璃钢工业经过４０多年的发展，特别是８０年代以后发展非常迅速，但产量的８０％是由乡镇企业生产的，多为人工手糊产品，机械化、自动化程度低，加之许多玻璃钢生产厂家采用劣质原材料，粗制滥造，产品寿命大大低于国外同类产品，加工时产生的边角料也高于国外水平，而且废弃玻璃钢产品基本上没有做任何处理。绝大多数就地掩埋或在自然环境中燃烧，对环境造成很大的污染，废弃玻璃钢的回收、利用，已成为玻璃钢工业亟待解决的问题。笔者认为，有关部门应尽快制定有关与法规，建立一套废弃物收集、加工、处理体系，协调生产厂家、原料厂家和使用者对废弃物的处理。另一方面，在使用玻璃钢时要认真论证合理选材，尽可能推广使用易回收利用的材

料，最大限度地减少玻璃钢的使用量。推广新工艺，采用先进的生产设备，最大限度地减少玻璃钢生产时产生的边角料。对于废弃玻璃钢的处理，根据国外的先进经验，结合我国的基本国情，笔者认为，目前有两种方法比较经济实用。１．作为水泥厂原料燃烧的方法最佳。燃烧可以节约能源，减少二氧化碳的产生，燃烧后残存物不含氯和磷，作为水泥原料，对水泥的质量几乎没有影响，利用率可达１００％。我国有很多水泥厂，工厂的生产设备足以支持废弃玻璃钢的处理。２．物理回收，即粉末填充法也是一个较好的方法。可以处理大量玻璃钢废弃物，如ＢＭＣ、ＳＭＣ的填充量可达３０％～５０％，虽然强度有一定的下降，但可以满足一般使用要求，同时还可

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以使制品的比量下降，制得轻质产品。化学再生的方法虽然处理最为完美，能将废弃玻璃钢分解成原料再使用，但成本太高，我国的经济还不太发达，资金有限，目前还不能大规模采用这种方法，但随着经济的发展与科学技术的进步，化学处理方法将是最好的方法。

玻璃钢复合材料的刚度、层间强度、弹性模量的特点

玻璃钢/复合材料的力学性能具有明显的方向性,玻璃钢等人造的复合材料还可以人为地变化纤维方向和数量来达到某种特定的强度要求。例如，我们采用\"1:1\"玻璃布（指经向纤维和纬向纤维量为\"1:1\"）制造的玻璃钢，其经向和纬向强度几乎是相等的。但在其它方向上强度则较低，如在45°方向上强度比经、纬向强度1/2还要低。 值得注意的是人们常常有一种误解，认为资料中所列举的强度数据就是实际构件的强度数据。其实这两者截然不同，差异较大。例如手糊聚酯玻璃钢板，小试件抗伸强度可达200-250MPa，而在同样原材料的3m*9m的大型构件上取下一块试样，它的抗伸强度只有100MPa。这是因为两者的制造操作条件不同，大块板工艺条件不如小试件那样理想。因此，在采用各类资料、书籍所给出的强度数据时，一定要注意你所设计的构件工艺制造条件和一般小试件之间 的差异，否则将会出现问题。 此外，还要注意玻璃钢/复合材料层间强度和弹性模量低的特点。层间是薄弱环节，因为层间没有增强纤维，所以它的层间剪切和层间抗伸强度都较低，充其量也只是树脂本身的强度。这个特点告诫人们在设计和制造玻璃钢制品时，除工艺制造时尽量使布层间粘牢外，设计上应使层间应力降到最低，防止层间破坏情况出现。例如，306#聚酯玻璃钢的层间剪切强度只有8.9-26MPa层间抗伸强度还要低些。 玻璃钢的弹性模量比木材大2倍，但比一般结构钢小10倍。因此，在玻璃钢结构中，常感刚性不足，会出现较大的变形。为了改善这一缺点，可采用夹层结构，亦可通过应用高模量纤维或中空纤维等来解决。 可以看成：FRP刚性＞优质木材≈竹材。 比强度：即单位密度下的拉伸强度，也就是材料的抗拉强度与密度之比，用以说明其轻质高强的程度。玻璃钢密度介于1.5～2.0之间，只有普通碳钢的1/4～1/5比轻金属铝还要轻1/3左右，而机械强度却很高，某些方面甚至能接近普通碳钢的水平。例如某些环氧玻璃钢，其拉伸、弯曲和压缩强复均达到400MPa以上。按比强度计算，玻璃钢不仅大大超过普通碳钢，而且可达到和超过某些特殊合金钢的水平。

玻璃钢接触成型工艺之--手糊成型工艺

手糊成型的工艺流程如下： （1）生产准备

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场地手糊成型工作场地的大小，要根据产品大小和日产量决定，场地要求清洁、干燥、通风良好，空气温度应保持在15～35℃之间，后加工整修段，要设有抽风除尘和喷水装置。 模具准备准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。

树脂胶液配制配制时，要注意两个问题：①防止胶液中混入气泡；②配胶量不能过多，每次配量要保证在树脂凝胶前用完。

增强材料准备增强材料的种类和规格按设计要求选择。 （2）糊制与固化 铺层糊制手工铺层糊制分湿法和干法两种：①干法铺层用预浸布为原料，先将预学好料（布）按样板裁剪成坏料，铺层时加热软化，然后再一层一层地紧贴在模具上，并注意排除层间气泡，使密实。此法多用于热压罐和袋压成型。②湿法铺层直接在模具上将增强材料浸胶，一层一层地紧贴在模具上，扣除气泡，使之密实。一般手糊工艺多用此法铺层。湿法铺层又分为胶衣层糊制和结构层糊制。 手糊工具手糊工具对保证产品质量影响很大。有羊毛辊、猪鬃辊、螺旋辊及电锯、电钻、打磨抛光机等。 固化制品固化分硬化和熟化两个阶段：从凝胶到三角化一般要24h，此时固化度达50%～70%（巴柯尔硬性度为15），可以脱模，脱后在自然环境条件下固化1～2周才能使制品具有力学强度，称熟化，其固化度达85%以上。加热可促进熟化过程，对聚酯玻璃钢，80℃加热3h，对环氧玻璃钢，后固化温度可控制在150℃以内。加热固化方法很多，中小型制品可在固化炉内加热固化，大型制品可采用模内加热或红外线加热。 （3）脱模和修整 脱模脱模要保证制品不受损伤。脱模方法有如下几种：①顶出脱模在模具上预埋顶出装置，脱模时转动螺杆，将制品顶出。②压力脱模模具上留有压缩空气或水入口，脱模时将压缩空气或水（0.2MPa）压入模具和制品之间，同时用木锤和橡胶锤敲打，使制品和模具分离。③大型制品（如船）脱模可借助千斤顶、吊车和硬木楔等工具。④复杂制品可采用手工脱模方法先在模具上糊制二三层玻璃钢，待其固化后从模具上剥离，然后再放在模具上继续糊制到设计厚度，固化后很容易从模具上脱下来。

修整修整分两种：一种是尺寸修整，另一种缺陷修补。①尺寸修整成型后的制品，按设计尺寸切去超出多余部分；②缺陷修补包括穿孔修补，气泡、裂缝修补，破孔补强等。

玻璃钢生产工艺--接触低压成型工艺

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接触低压成型工艺的特点是以手工铺放增强材料，浸清树脂，或用简单的工具辅助铺放增强材料和树脂。接触低压成型工艺的另一特点，是成型过程中不需要施加成型压力（接触成型），或者只施加较低成型压力（接触成型后施加0.01～0.7MPa压力，最大压力不超过2.0MPa）。

接触低压成型工艺过程，是先将材料在阴模、阳模或对模上制成设计形状，再通过加热或常温固化，脱模后再经过辅助加工而获得制品。属于这类成型工艺的有手糊成型、喷射成型、袋压成型、树脂传递模塑成型、热压罐成型和热膨胀模塑成型（低压成型）等。其中前两种为接触成型。

接触低压成型工艺中，手糊成型工艺是聚合物基复合材料生产中最先发明的，适用范围最广，其它方法都是手糊成型工艺的发展和改进。接触成型工艺的最大优点是设备简单，适应性广，投资少，见效快。根据近年来的统计，接触低压成型工艺在世界各国复合材料工业生产中，仍占有很大比例，如美国占35%，西欧占25%，日本占42%，中国占75%。这说明了接触低压成型工艺在复合材料工业生产中的重要性和不可替代性，它是一种永不衰落的工艺方法。但其最大缺点是生产效率低、劳动强度大、产品重复性差等。 1、原材料 接触低压成型的原材料有增强材料、树脂和辅助材料等。 （1）增强材料 接触成型对增强材料的要求：①增强材料易于被树脂浸透；②有足够的形变性，能满足制品复杂形状的成型要求；③气泡容易扣除；④能够满足制品使用条件的物理和化学性能要求；⑤价格合理（尽可能便宜），来源丰富。

用于接触成型的增强材料有玻璃纤维及其织物，碳纤维及其织物，芳纶纤维及其织物等。 （2）基体材料 接触低压成型工艺对基体材料的要求：①在手糊条件下易浸透纤维增强材料，易排除气泡，与纤维粘接力强；②在室温条件下能凝胶，固化，而且要求收缩小，挥发物少；③粘度适宜：一般为0.2～0.5Pa·s，不能产生流胶现象；④无毒或低毒；⑤价格合理，来源有保证。

生产中常用的树脂有：不饱和聚酯树脂，环氧树脂，有进也用酚醛树脂，双马来酰亚胺树脂，聚酰亚胺树脂等。

几种接触成型工艺对树脂的性能要求：成型方法对树脂性能要求 胶衣制作1、成型时不流淌，易消泡

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2、色调均匀，不浮色

3、固化快，不产生皱纹，与铺层树脂粘接性好 手糊成型1、浸渍性好，易浸透纤维，易排除气泡 2、铺敷后固化快，放热少、收缩小 3、易挥发物少，制品表面不发粘 4、层间粘接性好 喷射成型1、保证手糊成型的各项要求 2、触变性恢复更早 3、温度对树脂粘度影响小 4、树脂适用期要长，加入促进剂后，粘度不应增大 袋压成型1、浸润性好，易浸透纤维，易排出气泡 2、固化快，固化放热量要小 3、不易流胶，层间粘接力强 （3）辅助材料 接触成型工艺中的辅助材料，主要是指填料和色料两类，而固化剂、稀释剂、增韧剂等，归属于树脂基体体系。 2、模具及脱模剂 （1）模具

模具是各种接触成型工艺中的主要设备。模具的好坏，直接影响产品的质量和成本，必须精心设计制造。

设计模具时，必须综合考虑以下要求：①满足产品设计的精度要求，模具尺寸精确、表面光滑；②要有足够的强度和刚度；③脱模方便；④有足够的热稳定性；⑤重量轻、材料来源充分及造价低。

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模具构造接触成型模具分为：阴模、阳模和对模三种，不论是哪种模具，都可以根据尺寸大小，成型要求，设计成整体或拼装模。

模具材料造反模具材料时，应满足以下要求：①能够满足制品的尺寸精度，外观质量及使用寿命要求；②模具材料要有足够的强度和刚度，保证模具在使用过程中不易变形和损坏；③不受树脂侵蚀，不影响树脂固化；④耐热性好，制品固化和加热固化时，模具不变形；⑤容易制造，容易脱模；⑥昼减轻模具重量，方便生产；⑦价格便宜，材料容易获得。能用作手糊成型模具的材料有：木材，金属，石膏，水泥，低熔点金属，硬质泡沫塑料及玻璃钢等。

脱模剂基本要求：①不腐蚀模具，不影响树脂固化，对树脂粘接力小于0.01MPa；②成膜时间短，厚度均匀，表面光滑；③使用安全，无毒害作用；④耐热、能以受加热固化的温度作用；⑤操作方便，价格便宜。 接触成型工艺的脱模剂主要有薄膜型脱模剂、液体脱模剂和油膏、蜡类脱模剂。 玻璃钢生产工艺--喷射成型技术 喷射成型技术是手糊成型的改进，半机械化程度。喷射成型技术在复合材料成型工艺中所占比例较大，如美国占9.1%，西欧占11.3%，日本占21%。目前国内用的喷射成型机主要是从美国进口。 (1)喷射成型工艺原理及优缺点 喷射成型工艺是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷两侧喷出，同时将切断的玻纤粗纱，由喷中心喷出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。 喷射成型的优点：①用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本；②生产效率比手糊的高2～4倍；③产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好；④可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗；⑤产品尺寸、形状不受。其缺点为：①树脂含量高，制品强度低；②产品只能做到单面光滑；③污染环境，有害工人健康。

喷射成型效率达15kg/min，故适合于大型船造。已广泛用于加工浴盆、机器外罩、整体卫生间，汽车车身构件及大型浮雕制品等。 （2）生产准备

场地喷射成型场地除满足手糊工艺要求外，要特别注意环境排风。根据产品尺寸大小，操作间可建成密闭式，以节省能源。

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材料准备原材料主要是树脂（主要用不饱和聚酯树脂）和无捻玻纤粗纱。 模具准备准备工作包括清理、组装及涂脱模剂等。

喷射成型设备喷射成型机分压力罐式和泵供式两种：①泵式供胶喷射成型机，是将树脂引发剂和促进剂分别由泵输送到静态混合器中，充分混合后再由喷喷出，称为内混合型。其组成部分为气动控制系统、树脂泵、助剂泵、混合器、喷、纤维切割喷射器等。树脂泵和助剂泵由摇臂刚性连接，调节助剂泵在摇臂上的位置，可保证配料比例。在空压机作用下，树脂和助剂在混合器内均匀混合，经喷形成雾滴，与切断的纤维连续地喷射到模具表面。这种喷射机只有一个胶液喷，结构简单，重量轻，引发剂浪费少，但因系内混合，使完后要立即清洗，以防止喷射堵塞。②压力罐式供胶喷射机是将树脂胶液分别装在压力罐中，靠进入罐中的气体压力，使胶液进入喷连续喷出。安是由两个树脂罐、管道、阀门、喷、纤维切割喷射器、小车及支架组成。工作时，接通压缩空气气源，使压缩空气经过气水分离器进入树脂罐、玻纤切割器和喷，使树脂和玻璃纤维连续不断的由喷喷出，树脂雾化，玻纤分散，混合均匀后沉落到模具上。这种喷射机是树脂在喷外混合，故不易堵塞喷嘴。

（3）喷射成型工艺控制 喷射工艺参数选择：①树脂含量喷射成型的制品中，树脂含量控制在60%左右。②喷雾压力当树脂粘度为0.2Pa·s，树脂罐压力为0.05～0.15MPa时，雾化压力为0.3～0.55MPa，方能保证组分混合均匀。③喷夹角不同夹角喷出来的树脂混合交距不同，一般选用20°夹角，喷与模具的距离为350～400mm。改变距离，要高速喷夹角，保证各组分在靠近模具表面处交集混合，防止胶液飞失。 喷射成型应注意事项：①环境温度应控制在（25±5）℃，过高，易引起喷堵塞；过低，混合不均匀，固化慢；②喷射机系统内不允许有水分存在，否则会影响产品质量；③成型前，模具上先喷一层树脂，然后再喷树脂纤维混合层；④喷射成型前，先调整气压，控制树脂和玻纤含量；⑤喷要均匀移动，防止漏喷，不能走弧线，两行之间的重叠富庶小于1/3，要保证覆盖均匀和厚度均匀；⑥喷完一层后，立即用辊轮压实，要注意棱角和凹凸表面，保证每层压平，排出气泡，防止带起纤维造成毛刺；⑦每层喷完后，要进行检查，合格后再喷下一层；⑧最后一层要喷薄些，使表面光滑；⑨喷射机用完后要立即清洗，防止树脂固化，损坏设备。

玻璃钢原材料--不饱和聚酯树脂的类别

玻璃钢制作时所用的原材料树脂品种，主要有∶不饱和聚酯树脂（UP）、环氧树脂、酚醛树脂、热固性树脂（呋喃类树脂、三聚氰胺甲醛树脂、聚丁二烯树脂、有机硅树脂等）、聚氨酯树脂，以及其他热塑性树脂类，例如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈树脂（SAN或AS树脂）、ABS树脂、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰亚胺、改性聚酰亚胺、聚砜、聚砜醚、聚芳醚酮、聚苯硫醚、芳香族聚酯等热塑性树脂。

其中使用最多的是不饱和聚酯树脂，其原因是由于不饱和聚酯树脂的原材料来源较为广泛，价格较为便宜，

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并且成型工艺简单，成型温度较低，生产成本低等。不饱和聚酯树脂的品种牌号很多，其分类情况也各不相同。 若按产品性能来分类，可分为如下的类别：

△通用型不饱和聚酯树脂：这种树脂是应用得最多的树脂品种，如191、196树脂等。

△柔韧型不饱和聚酯树脂：这种树脂制成玻璃钢制品后，其制品具有较好的柔韧性。其牌号为TM182、304、T1等。

△弹性不饱和聚酯树脂：这种树脂具有较高的弯曲强度，更坚韧而无脆性，适宜制作家具高档涂料，以及机器外壳等。 △耐化学药品型的不饱和聚酯树脂：这类树脂具有较好的耐腐蚀性能，由于腐蚀介质种类很多，因此针对不同的介质可以使用不同的耐腐蚀树脂。其牌号有197、3301、323、MFE-2等。 △阻燃型不饱和聚酯树脂：这类树脂可分为合成型和添加型两种，均可达到阻燃的效果。其牌号为：7901、S-906、TM302、317等。 △耐热型不饱和聚酯树脂：这类树脂可以制成在较高温度下使用的玻璃钢制品，其热变形温度至少不低于110℃。其牌号为∶TM197、TM199、S685等。 △光稳定型和耐气候型不饱和聚酯树脂：这类树脂具有较好的耐大气的老化性能，暴露在日光条件下可以长期使用，仍保存一定的使用性能。其牌号为：TM195、S692、F45、515等。 △空气干燥型不饱和聚酯树脂：这类树脂具有空干性，即暴露在空气中进行固化，其表面不会发粘，以便改善其工艺性能及产品的使用性能，但其固化条件仍与通用型不饱和树脂的相同，在低温或室温下进行固化。其牌号为：SGA20、桐酸型不饱和聚酯树脂等。 △铸塑型不饱和聚酯树脂：这类树脂是一类低收缩、低放热的树脂，其主要的特性是铸塑时不会产生裂纹及破裂，可避免产生应力集中现象，并且颜色浅，透明性好。其牌号为：SB39、S793等。 △胶衣不饱和聚酯树脂（通常称为胶衣树脂）∶这类树脂在手工制作玻璃钢制品时十分重要。它不但可以起到玻璃钢表面的保护层作用，而且可以起到表面的装饰效果，起着十分重要的作用。由于玻璃钢制品的使用环境及要求各不相同，因此必须根据实际情况，选用不同品种的胶衣树脂。目前的牌号为∶TM-33、TM-35、S-739、胶衣33等。

△SMC/BMC专用不饱和聚酯树脂：这类树脂的主要特点是粘度低、增稠快、活性高，能快速固化（简称C/BMC专用树脂） 耐水性和耐热性能好，稳定性好等。目前的牌号为：S-816、S-817等。

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玻璃钢在建筑工业中的应用

建筑工业在国民经济中占有很重要的地位，不论是哪一个国家，建筑工业望远是国民经济的支柱产业之一。随着社会的进步，人们对居住面积、房屋质量和娱乐设施等提出越来越高的要求，这就是推动建筑工业改革发展的动力。

建筑工业现代化的发展方向是：改善施工条件，加快建设进度，降低成本，提高质量，节约能源，减少运输，保护耕地，保护环境和提高技术经济效益等。为了达到此目的，必须从改善现有的建筑材料和发展新型建筑材料方向着手。

在建筑工业中发展和使用玻璃钢对减轻建筑物自重，提高建筑物的使用功能，改革建筑设计，加速施工进度，降低工程造价，提高经济效益等都十分有利，是实现建筑工业现代化的必要条件。 1、玻璃钢的建筑性能 （1）材料性能的可设计性玻璃钢的性能可根据使用要求进行设计，如要求耐水、防腐、高强，可选用树脂基复合材料。由于玻璃钢的重量轻，制造方便，对于大型结构和形状复杂的建筑制品，能够一次成型制造，提高建筑结构的整体性。 （2）力学性能好玻璃钢的力学性能可在很大范围内进行设计，由于选用的材料不同，增强材料的铺设方向和方向差异，可以获得性能判别很大的复合材料，如单向玻纤增强环氧复合材料的拉伸强度可达1000MPa以上，比钢（建筑钢）的拉伸强度还高，选用碳纤维作增强材料，制得的玻璃钢弹性模量可以达到建筑钢材水平，而其密度却比钢材小4～5倍。更为突出的是玻璃钢在制造过程中，可以根据构件受力状况局部加强，这样既可提高结构的承载能力，又能节约材料的减轻自重。 （3）装饰性好玻璃钢的表面光洁，可以配制成各种鲜艳的色彩，也可以制造出不同的花纹和图案，适宜制造各种装饰板、大型浮雕及工艺美术雕塑等。 （4）透光性透明玻璃钢的透光率达85%以上（与玻璃相似），其最大特点是不易破碎，能承受荷载。用于建筑工程时可以将结构、围护及采光三者综合设计，能够达到简化采光设计，降低工程造价之目的。

（5）隔热性建筑物的作用是能够防止由热传导、热对流引起的温度变化，给人们以良好的工作和休息环境。一般建筑材料的隔热性能较差，例如普通混凝土的导热系数为1.5～2.1W(m·K)，红砖的导热系数为0.81W(m·K)，树脂基复合材料的夹层结构的导热系数为0.05～0.08W(m·K)，比普通红砖小10倍，比混凝土小20多倍。 （6）隔音性隔音效果好坏是评价建筑物质量的标准之一。但传统材料中，隔音效果好的建筑材料往往密度较大，隔热性差，运输和安装困难。玻璃钢的隔音性能虽然不很理想，但它有消逝振动音波及传播音波的作用，经过专门设计的夹层结构，可达到既隔音又隔热的双层效果。

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（7）电性能玻璃钢具有良好的绝缘性能，它不受电磁波作用，不反射无线电波。通过设计，可使其在很宽的频段内都具有良好的透微波性能，对电通讯系统的建筑物有特殊用途，如可用于制造雷达天线罩和各种机房。 （8）耐化学腐蚀玻璃钢有很好的抗微生物作用和耐酸、碱、有机溶剂及海水腐蚀作用的能力。特别适用于化工建筑、地下建筑及水工建筑等工程。

（9）透水和吸水性玻璃钢吸湿性很低，不透水，可以用于建筑工程中的防水、给水及排水等工程。 2、建筑用树脂基复合材料的应用情况

随着建筑工业的迅速发展，玻璃钢越来越多地被用于建筑工程： （1）承载结构用作承载结构的复合材料建筑制品有：柱、桁架、梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等，这些玻璃钢构件，主要用于化学腐蚀厂房的承重结构、高层建筑及全玻璃钢-复合材料楼房大板结构。 （2）围护结构玻璃钢围护结构制品有各种波纹板、夹层结构板，各种不同材料玻璃钢复合板，整体式和装配式折板结构和壳体结构。用作壳体结构的板材，它既是围护结构，又是承重结构。这些构件可用作工业及民用建筑的外墙板、隔墙板、防腐楼板、屋顶结构、遮阳板、天花板、薄壳结构和折板结构的组装构件。 （3）采光制品透光建筑制品有透明波形板、半透明夹层结构板、整体式和组装式采光罩等，主要用于工业厂房、民用建筑、农业温室及大型公用建筑的天窗、屋顶及围扩墙面采光等。 （4）门窗装饰材料属于此类材料制品有门窗断面玻璃钢拉挤型材、平板、浮雕板、复合板等，一般窗框型材用树脂玻璃钢。复合材料门窗防水、隔热、耐化学腐蚀。用于工业及民用建筑，装饰板用作墙裙、吊顶、大型浮雕等。 （5）给排水工程材料市政建设中给水、排水及污水处理工程中已大量使用复合材料制品，如各种规格的给水玻璃钢管、高位水箱、化粪池、防腐排污管等。 （6）卫生洁具材料属于此类产品的有浴盆、洗面盆、坐便盆，各种整体式、组装式卫生间等，广泛用于各类建筑的卫生工程和各种卫生间。

（7）采暖通风材料属此类复合材料制品有冷却塔、管道、板材、栅板、风机、叶片及整体成型的采暖通风制品。工程上应用的空调系统中的通风厨、送风管、排气管、防腐风机罩等。

（8）高层楼房屋顶建筑如旋转餐厅屋盖、异形尖顶装饰屋盖、楼房加高、球形屋盖、屋顶花园、屋顶游泳池、广告牌和广告物等。

（9）特殊建筑大跨度飞机库、各种尺寸的冷库、活动房屋、岗亭、仿古建筑、移动剧院、透微波塔楼、屏

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蔽房、防腐车间、水工建筑、防浪堤、太阳能房、充气建筑等。

（10）其它玻璃钢在建筑中的其它用途还很多，如各种家具、马路上的阴井盖、公园和运动场座椅、海滨浴场活动更衣室、公园仿古凉亭等。

玻璃钢制品形成的特殊性

玻璃钢制品形成的特殊性，是指结构物几何形状的无性与成型工艺的方便性所谓结构物形状的无性是相对于钢材、木材等传统材料而言的。玻璃钢在成型以前，纤维是柔松的，基体是流动的，依靠模具成型出复合材料制品，不象金属或木材一类惯用材料是用成材拼装，因此，构件的大小厚薄不受成材的影响，可以按照设计需要确定。在开始考虑复合材料结构物设计时，应尽可能地将可以合并的结构元件合并成一个零件，例如梁、肋、板面的拼装可以一次成型一个组合件。这样可减少拼装工作量及模具，既减轻结构物重量，也提高了产品质量，降低了成本。如直升飞机旋叶，大型化工厂冷却用的风机叶片等，如果采用玻璃钢等复合材料，就比较容易制成扭曲形的旋叶，代替常规的直形旋叶，以提高气动性能。 还有一层意思，就是玻璃钢成型比较方便，工艺性很好。人们根据玻璃钢制品不同的几何形状、用途、特殊的技术要求和批量，可以选择不同的成型工艺方法。一般来说，成型加工都比较简单，而且适于整体成型，减少结构的零件数量。特别是对于形状复杂而所需数量不多的非定型产品，不仅工艺简单可以一次成型，而且经济效果尤为突出。这里要特别提醒一下，人们容易把工艺成型的方便性与结构形状的无性误解为玻璃钢成型工艺很简单、容易，甚至认为没什么技术，用手一糊就成型了。其实，玻璃钢制造工艺是一项专门技术，除成型理论外还有一系列操作技能，要想生产出高质量的制品决非是件简单的事。 玻璃钢中通常用的玻璃纤维及其特性 玻璃钢中常用的玻璃纤维直径是8-13um。近年来各国所用的玻璃纤维趋向于向粗直径发展，通用的是13-18um，采用池窑拉丝。采用粗直径纤维既不影响玻璃钢的性能，纤维的产量又可以大幅度提高（因为产量和直径成平方关系）。也有采用直径20um以上的玻璃纤维。玻璃钢所用的玻璃纤维一般是把单丝并成线或粗纱，或进一步制成织物及做成毡来使用。玻璃纤维的强度是相不当高的。 玻璃纤维可按三种方向排列 （一）单向纤维增强的玻璃钢

这一类玻璃钢，玻璃纤维定向排列在一个方向，它是用连续纱或单丝片铺层的。在纤维方向上，有很高的弹性模量和强度，其纤维方向的强度可高达100MPa，但在垂直纤维方向上，其强度很低。只有严格的单向受力情况下，才使用这类玻璃钢。其纤维体积含量可以高达60%。

（二）双向纤维增强的玻璃钢

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这类玻璃钢是用双向织物铺展的，其玻璃纤维体积含量可达50%。在两个正交的纤维方向上，有较高的强度。它适用于矩形的平板或薄壳结构物。

（三）准各向同性玻璃钢

这类玻璃钢是用短切纤维毡或模塑料制成的，制品中各向强度基本接近，纤维体积含量一般小于30%，适用于强度、刚度要求不高或荷载不很清楚而只能要求各向同性的产品。

玻璃纤维的分类方法

玻璃纤维的分类方法很多。一般可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观、生产方法及纤维特性等方面进行分类。 一、以玻璃原料成分分类 这种分类法，主要用于连续玻璃纤维的分类。一般以不同的碱金属氧化物含量来区分，碱金属氧化物一般指氧化钠、氧化钾。在玻璃原料中，由纯碱、芒硝、长石等物质引入。碱金属氧化物是普通玻璃的主要组分之一，其主要作用是降低玻璃的熔点。但玻璃中碱金属氧化物的含量愈高，它的化学稳定性、电绝缘性能和强度都会相应降低。因此，对不同用途的玻璃纤维，要采用不同含碱量的玻璃成分。从而经常采用玻璃纤维成分的含碱量，作为区别不同用途的连续玻璃纤维的标志。 根据玻璃成分中的含碱量，可以把连续纤维分为如下几种： 无碱纤维（通称E玻璃）：R2O含量小于0.8%，是一种铝硼硅酸盐成分。它的化学稳定性、电绝缘性能、强度都很好。主要用作电绝缘材料、玻璃钢的增强材料和轮胎帘子线。中碱纤维：R2O的含量为11.9%-16.4%，是一种钠钙硅酸盐成分，因其含碱量高，不能作电绝缘材料，但其化学稳定性和强度尚好。一般作乳胶布、方格布基材、酸性过滤布、窗纱基材等，也可作对电性能和强度要求不很严格的玻璃钢增强材料。这种纤维成本较低，用途较广泛。 高碱纤维：R2O含量等于或大于15%的玻璃成分。如采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料拉制而成的玻璃纤维，均属此类。可作蓄电瓶隔离片、管道包扎布和毡片等防水、防潮材料。特种玻璃纤维：如由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维，镁铝硅系高强高弹玻璃纤维；硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维；含铝纤维；高硅氧纤维；石英纤维等。

二、以单丝直径分类

玻璃纤维单丝呈圆柱形，因此它的粗细可以用直径来表示。通常根据直径范围，把拉制成型的玻璃纤维分成几种（其直径值以um为单位）：

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粗纤维：其单丝直径一般为30um 初级纤维：其单丝直径大于20um； 中级纤维：单丝直径10-20um

高级纤维：（亦称纺织纤维）其单丝直径3-10um。对于单丝直径小于4um的玻璃纤维又称为超细纤维。 单丝直径不同，不仅纤维的性能有差异，而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般5-10um的纤维作为纺织制品用，10-14um的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。

三、以纤维外观分类 玻璃纤维的外观，即其形态和长度取决于它的生产方式，又与其用途有关。可分为：连续纤维（又称纺织纤维）：从理论上讲，连续纤维是无限延续的纤维，主要用漏板法拉制而成，经纺织加工后，可以制成玻纱、绳、布、带、无捻粗纱等制品。 定长纤维：其长度有限，一般在300-500mm，但有时也可较长，如在毡片中基本上是杂乱的长纤维。例如采用蒸汽吹拉法制成的长棉，拉断成毛纱后，长度也不过几百毫米。其它还有棒法毛纱、一次粗纱等制品，都制成毛纱或毡片使用。 玻璃棉：也是一种定长玻璃纤维，其纤维较短，一般在150mm以下或更短。在形态上组织蓬松，类似棉絮，故又称短棉，主要作保温、吸声等用途。此外，还有短切纤维、空心纤维、玻璃纤维粉及磨细纤维等。

四、以纤维特性分类 这是一类为适应特殊使用要求，新发展起来的，纤维本身具有某些特殊优异性能的新型玻璃纤维，大致可分为：高强玻璃纤维；高模量玻璃纤维；耐高温玻璃纤维；耐碱玻璃纤维；耐酸玻璃纤维；普通玻璃纤维（指无碱及中碱玻璃纤维）；光学纤维；低介电常数玻璃纤维；导电纤维等。 玻璃纤维的物理性能

1、外观特点

一般天然或人造的有机纤维，其表面都有较深的皱纹。而玻璃纤维表面呈光滑的圆柱体，其横断面几乎都是完整的圆形，宏观来看，表面光滑，所以纤维之间的抱合力非常小，不利于和树脂粘结。由于呈圆柱体，所以玻璃纤维彼此靠近时，空隙填充的较密实。这对提高玻璃钢制品的玻璃含量是有利的。

2、密度

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玻璃纤维的密度较其它有机纤维为大，但比一般金属密度要低，几乎和铝一祥。因此在航空工业上用玻璃钢代替铝钛合金就成为可能。玻璃纤维的密度与成分有密切的关系，一般为2.5-2.7g/cm3左右，但含有大量重金属的高弹玻璃纤维密度可达2.9g/cm3，一般来说无碱纤维的密度比有碱纤维密度要大。

3、抗拉强度

玻璃纤维的抗拉强度比同成分的玻璃高几十倍，例如有碱玻璃的抗拉强度只有40-100MPa，而用它拉制的玻璃纤维强度可达2000MPa，其强度提高了20-50倍。

不饱和聚酯树脂及其应用 本书根据国内外不饱和聚酯树脂及玻璃钢、人造大理石和人造玛瑙等品种的发展近况，较详细地阐述了不饱和聚酯树脂生产的原理、工艺与应用。上篇系统地介绍了不饱和聚酯树脂的化学反应、配方设计、生产工艺，着重介绍了引发剂、促进剂、阻聚剂的作用以及阻燃树脂和乙烯基酯树脂。下篇介绍了不饱和聚酯树脂的品种、复合材料的复合机理和特性、制品和模具的设计与制作方法，着重介绍了各种玻璃钢制品的制作工艺、人造大理石和人造玛瑙的制作工艺，详细论述了片状模塑料及团状模塑料的基础理论、特性及成型方法，树脂的现场施工、安全操作，原料及树脂的测试标准。另外还着重介绍了玻璃纤维表面处理及其应用技术、玻璃纤维增强材料的设计计算方法。玻璃钢树脂罐，本书可供各有关生产、科研、设计部门、使用单位的技术人员学习，也可供大专院校有关专业师生参考。 目录

上篇不饱和聚酯树脂的生产工艺 1概论1 1111111

1不饱和聚酯树脂的一般特性1 2不饱和聚酯的发展状况3 3不饱和聚酯技术发展概况6 4基本概念9 444

1官能度9

2热塑性和热固性10 3加成聚合和缩合聚合10

精心整理 11114444

4交联、引发剂11 5促进剂12 6聚合度13

7分子量和分子量分布13

2不饱和聚酯所用主要原材料16 22222222222222222

1不饱和二元酸16 11

1顺丁烯二酸酐16 2反丁烯二酸18 2饱和二元酸18 22222222

1邻苯二甲酸酐18 2间苯二甲酸19 3对苯二甲酸19 4己二酸20 氯邻苯二甲酸酐20 6四溴邻苯二甲酸酐20 7桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐20 8六氯桥亚甲基邻苯二甲酸酐21

3二元醇21 3333

1丙二醇21 2乙二醇22 3一缩二乙二醇22 4一缩二丙二醇23

精心整理 22222222222233333

5新戊二醇23 6二溴新戊二醇23 7双酚A衍生物23 8氢化双酚A24 9烯丙醇24

4交联单体24 44444

1苯乙烯24 2其他苯的乙烯基衍生物26 3邻苯二甲酸二烯丙酯26 4甲基丙烯酸甲酯27 5三聚氰酸三烯丙酯27 5引发剂28 3不饱和聚酯的配方设计30 333333333

1通用不饱和聚酯分子链的结构设计31 1111

1聚酯分子链的形成31 2交联剂的使用33 3通用聚酯树脂配方33 4通用聚酯的变型34

2主要结构成分的选择40 222

1不饱和二元酸40 2饱和二元酸42 3二元醇44

精心整理 333333333333333332

4交联单体46

3制品性能对组分与结构的要求48 33333333333

1力学性能48 2柔软性49 3结晶性51 4热稳定性52 5熔点53 6阻燃性53 7电性能 8耐化学性 9对水敏感性55 10透明度与光稳定性56 11空气干燥性56 4分子量改变的影响57 5引发与阻聚系统的选择58 55

1不同引发剂对树脂性能的影响58 2不同阻聚剂对树脂性能的影响59

4不饱和聚酯的化学反应61 4444

1聚酯缩聚反应的特点61 11

1分子链的逐步增长过程61 2缩聚反应的可逆性62

2分子量的控制63

精心整理 444444444444444444444222

1分子量的分布63 2平均分子量67 3分子量的控制68

3聚酯的黏度77 33

1不饱和聚酯熔体属于非牛顿流体77 2影响黏度的因素79 4体型缩聚反应和凝胶80 5不饱和聚酯的共缩聚反应81 55

1聚酯分子结构的多样性81 2聚酯反应的一步法和两步法83 6不饱和聚酯的交联86 7不饱和聚酯交联的引发过程 7777

1有机引发剂90 2热分解引发91 3化学分解引发91 4光引发94 8阻聚、缓聚和稳定94

9固化后树脂的老化与防老化96 999

1紫外线的作用96

2空气中氧和臭氧的作用98 3水解降解作用99

5不饱和聚酯的生产工艺100

精心整理 5555555555555

1生产流程与车间布置100 2主要生产设备103 222

1缩聚反应用设备103 2稀释设备106 3检测与控制仪器107

3生产工艺107 33

1试验室合成107 2车间生产工艺110 4生产过程及产品质量控制113 444

1工艺过程的控制113 2原材料质量控制116 3产品质量控制117 5树脂的分析124 6引发剂、促进剂、阻聚剂126 66666666

1引发剂、促进剂、阻聚剂之间的关系126 2引发剂的选用126 222222

1树脂特性128 2树脂的存放期128 3成型温度控制130 4固化速度132 5模制件的壁厚132

6填料、颜料及各种添加剂的影响133

精心整理 6666666666666666666666

3常温固化用引发剂138 33

1过氧化环己酮138 2过氧化甲乙酮139

4片状模塑料和团状模塑料所用引发剂144 5其他引发剂146 55555

1过氧化酮147 2过氧化二酰147 3氢过氧化物150 4二烷基过氧化物与二芳基过氧化物152 5过氧化羧酸酯152 6引发剂的联用152 7促进剂、加速剂与凝胶稳定剂155 77777

1金属化合物促进剂155 2叔胺促进剂158 3加速剂160 4加速剂与凝胶稳定剂162 5促进剂的最适用量163

8阻聚剂与缓聚剂1 8888

1对阻聚剂的使用要求166 2主要阻聚剂的规格及使用方法167 3阻聚性能的评价168 4贮存中固化性能的漂移172

精心整理 6

9苯乙烯在固化后树脂中的残余177

7不饱和聚酯技术的进展179 777777777777777777

1环氧化物连续生产工艺179 111

1反应原理179 2合成工艺概况181

3环氧化物工艺的主要优缺点182 2在不饱和聚酯分子中引入新的结构单元182 222222222

1双环戊二烯182 2新戊二醇185 32，2，441，4三甲基1，3戊二醇185 二甲醇环己烷186 5二溴新戊二醇186 6四溴双酚A二(2羟乙基醚)187 7二羟甲基丙酸187 8三羟甲基乙烷187 91,4二羧酸环己烷188 3不饱和聚酯品种的进展188 333

1苯乙烯低挥发性树脂1 2泡沫聚酯树脂190 3聚酯水泥191

8阻燃树脂193 8

1阻燃概述193

精心整理 88888888888888888811111

1阻燃机理193 2有机物的燃烧194 3阻燃元素的引入195

4氧化锑等阻燃添加剂的作用196 5有机磷化合物的辅助阻燃196

2阻燃树脂配方原则197 3添加型阻燃树脂199 3333

1卤代添加剂199 2含磷或含磷与卤素添加剂200 3三水合氧化铝201 4钼化合物201 4反应型阻燃树脂202 44

1含氯结构单元202 2含溴结构单元204 5可燃性测定方法205 555

1氧指数测定——AS2863205 2火焰传播速度测定207 3其他测定方法210

9乙烯基酯树脂211 999

1树脂的合成212

2分子结构对性能的影响215 3不同品种的乙烯基酯树脂217

精心整理 99999999999993333333

1基本乙烯基酯树脂217 2片状模塑料218

3高温用环氧清漆乙烯基酯树脂218 4阻燃树脂219 5辐射固化树脂219

6氨基甲酸乙酯乙烯基酯树脂220 7橡胶改性乙烯基酯树脂220 4树脂的固化221 5交联单体223 6主要性能224 666

1各种乙烯基酯树脂性能对比224 2黏度224 3延伸率对层合材料性能的影响227 下篇不饱和聚酯树脂的应用 10不饱和聚酯树脂的品种231 10101010101010

1通用树脂232 2胶衣树脂234 3耐化学树脂236 3333

1耐化学树脂类型236 2间苯型耐化学树脂238 3双酚A型耐化学树脂239 4乙烯基酯树脂240

精心整理 10101010101010101010101010101010

4阻燃树脂241 5浇铸树脂243 555

1纽扣树脂243 2包胶树脂244 3大型浇铸树脂244

6柔性树脂246 7透明板材树脂247 8人造大理石和人造玛瑙树脂248 9对模、模压、拉挤用树脂250 10片状模塑料和团状模塑料用树脂252 11发泡聚酯树脂253 12低挥发树脂255 13特殊用途树脂256 14可接触食品级树脂257 1414

1不饱和聚酯树脂允许采用的主要原料258 2满足树脂生产工艺性和制品应用性能所需用的各种添加剂 及辅助材料259 10

14

3检验要求260

11增强材料、填料及其他添加材料261 111111

1玻璃纤维261 11

1玻璃纤维对不饱和聚酯的增强效果261 2玻璃纤维的制造方法262

精心整理 11111111111111111111111111111111111111111111

111111

3玻璃纤维的成分与性能267 4纤维直径和纱线细度268 5玻璃纤维制品及代号268 6玻璃纤维浸润剂270

7玻璃纤维浸润剂用聚酯树脂乳液273 8玻璃纤维的各种制品276 2其他纤维增强材料279 22222

1碳纤维279 2芳香族聚酰胺纤维281 3超高分子量聚乙烯纤维281 4PBO纤维282 5其他增强用纤维283 3填料283 33333

1碳酸钙285 2黏土和硅酸盐2 3阻燃填料290 4轻质填料293 5填料的表面处理293

4颜料295

5各种特性添加剂296 55

1触变添加剂296 2表面成型剂296

精心整理 11111111111111

55

3光稳定剂297 4偶联剂297

6夹芯材料300 666

1轻质木材300 2泡沫塑料301 3蜂窝结构303 7纳米技术在不饱和聚酯树脂中的应用304 12玻璃纤维增强聚酯的特性及设计计算307 1212121212121212121212121212

1聚酯树脂的纤维增强机理307 1111

1两种材料的性能对比307 2对纤维与树脂基体的要求308 3两种材料的界面309 4不同浸润剂对复合材料性能的影响311 2玻璃纤维增强聚酯的特性312 2222222

1力学性能312 2热性能315 3耐化学性316 4耐久性318

5玻璃纤维含量对复合材料性能的影响320 6玻璃纤维分布对复合材料性能的影响321 7温度对复合材料性能的影响323

3制品设计的原则325

精心整理 12121212121212121212121212

333

1材料选择325 2工艺方法选择326

3设计中应注意的几个问题331

4强度的近似计算335 44444

1单向连续纤维复合材料的强度计算335

2平面双向垂直分布的连续纤维复合材料的强度计算337 3随几分布的短纤维复合材料的强度计算339 4纤维增强聚酯材料的相对密度342 5混合定律的近似性343 5筒体结构的设计与计算344 555

1合理确定复合材料的安全系数345 2筒体结构的力学计算346 3玻璃钢结构设计353 13模具制造及脱模处理365 1313131313131313

1模具选择365 2石膏模与木模366 22

1石膏模具366 2木模具367

3玻璃钢模具367 33

1聚酯玻璃钢模具367 2环氧玻璃钢模具371

4金属模具374

精心整理 131313131313131313

44

1钢模具374

2铝、铜、锌等合金模具381

5脱模处理382 555555

1蜡型脱模剂383 2聚乙烯醇脱模剂383 3薄膜脱模剂384 4表面孔隙密封剂384 5有机硅烷脱模剂384 6内脱模剂384 14玻璃钢制品的成型方法385 141414141414141414141414

1接触成型388 1111

1模具准备和胶衣3 2手糊铺层390 3喷射铺层394 4环境温度对树脂固化工艺的影响398 2袋压成型400 2222

1真空袋压成型400 2压力袋成型402 3蒸压器(釜)成型402 4袋压装置所用材料403

3注塑成型403 3

1树脂注塑成型403

精心整理 1414141414141414141414141414141414

33

2模塑料注塑成型405 3真空注塑成型405

4模压成型407 44

1冷压成型407 2热压成型409

5纤维缠绕成型413 6离心成型418 7连续制板成型419 8连续拉挤成型421 9夹芯结构成型422 10拉挤缠绕复合成型424 11制品的后加工、连接、维护及修理424 1111111111

1脱模后的加工修整424 2制品成型中的缺陷及克服办法425 3制品的连接430 4制品使用中的维护432 5制品损伤的修理432

15人造大理石与人造玛瑙436 15151515

1主要性能要求436 111

1外观436

2物理性能与化学性能437 3耐久性437

精心整理 15151515151515151515

2主要原材料选择438 22

1不饱和聚酯树脂438 2填料439

3制品设计原则441 4制造工艺442 4444

1模具准备442 2胶衣被覆442 3基体浇铸443 4制品的后固化445 5裂纹与缺陷的防止446 16片状模塑料和团状模塑料449 1616161616161616161616

1组分与性能450 111111111

1通用模塑料所用聚酯组分450 2SMC与BMC组分450 3制品力学性能451 4蠕变及疲劳性能452 5耐水及耐溶剂侵蚀性4 6耐热性455 7电性能456

8热膨胀与尺寸稳定性456 9导电的SMC与导电的BMC457

2对树脂的要求457

精心整理 16161616161616161616161616161616161616161616

2222222

1树脂配方及合成工艺特点458 2模塑料的稠化性能458 3严格控制树脂中的含水量459 4分子量要求459 5苯乙烯的用量460 6制品韧性461 7润滑剂和内脱模剂的使用462 3增稠作用4 4收缩率控制469 44

1收缩率控制机理470 2防收缩剂品种472 5填料的选择与处理473 555555

1填料的选择474 2填料的表面处理474 3填料加入量475 4填料的规格与性能测定476 5填料对制品外观的影响478 6填料对制品力学性能的影响478

6玻璃纤维的选择与处理480 666

1玻璃纤维的选择480 2玻璃纤维的表面处理480

3不同规格的玻璃纤维对制品力学性能的影响481

精心整理 16161616161616161616

6

4工艺控制与质量检验483

7模塑料的制造工艺485 777

1BMC制造工艺485 2SMC制造工艺487 3TMC制造工艺490

8模塑料技术的新进展491 8888

1低压模塑料492 2定向纤维SMC(XMC)493 3高强度SMC493 4其他特种SMC和特种BMC496 17树脂的现场施工497 1717171717171717171717

1在钢结构上的应用497 11

1准备工作498 2树脂与纤维铺层498 2在混凝土结构上的应用499 222

1裂缝修补499 2混凝土表面处理500 3树脂与纤维铺层501

3在木结构上的应用501 33

1准备工作502 2树脂与纤维铺层502

4管线的修理502

精心整理 17171717

44

1准备工作502 2树脂和纤维被覆503

5槽罐的现场制造503 6玻璃钢建筑504

18生产与操作安全508 18181818181818

1引发剂与促进剂的操作警戒509 2树脂贮存与使用中的安全509 2222

1树脂贮存中的安全509 2车间安全510 3对苯乙烯挥发气体的防护511 4皮肤刺激511 3使用其他材料中的安全512 19测试标准513 191919191919191919

1一般标准513 2不饱和聚酯树脂测试标准514 2222222

1密度与相对密度514 2凝胶时间514 3硬度514 4收缩514 5黏度514

6固含量及不溶分含量515 7颜色515

精心整理 19191919191919191919191919191919191919191919

22222222222222222222

8酸值515 9羟基含量515 10活性515

11有机过氧化物515 12折射率515

13热变形温度(HDT)515 14热稳定性516 15耐化学性516 16吸水性516 17可燃性516 18拉伸强度与拉伸模量517 19压缩强度与压缩模量517 20弯曲强度与弯曲模量517 21冲击强度517 22扭转517 23电气强度517 24介电常数与功率因数517 25体积电阻率与表面电阻517 26耐电弧性518

27接触食品卫生标准518

3纤维增强塑料测试标准518 3

1相对密度518

精心整理 1919191919191919191919191919191919191919

33333333333333333333

2硬度518 3收缩518 4耐化学性518 5耐水性518 6热膨胀系数518 7热导率519 8比热容519 9透光率519 10可燃性519 11发烟性519 12玻璃钢燃烧失重519 13拉伸强度与拉伸模量519 14压缩强度与压缩模量520 15弯曲强度与弯曲模量520 16剪切强度520 17层间剪切强度(ILSS)521 18冲击强度521 19模压件可见疵点521 20不纯物521 21耐老化5216123

国内外高性能复合材料发展概况

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由于高性能复合材料包含于整个复合材料之中，且高性能是相对而言的，因此叙述国内外发展概况宜论述整个复合材料为好。复合材料根据基体种类可分为树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、水泥基复合材料等。 一、树脂基复合材料 树脂基复合材料是最先开发和产业化推广的，因此应用面最广、产业化程度最高。根据基体的受热行为可分为热塑性复合材料和热固性复合材料。 1、热固性树脂基复合材料 热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体，以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。 树脂基复合材料自1932年在美国诞生之后，至今已有近70年的发展历史。1940～1945年期间美国首次用玻璃纤维增强聚酯树脂、以手糊工艺制造军用雷达罩和飞机油箱，为树脂基复合材料在军事工业中的应用开辟了途。1944年美国空军第一次用树脂基复合材料夹层结构制造飞机机身、机翼；1946年纤维缠绕成型在美国获得专利；1950年真空袋和压力袋成型工艺研究成功并试制成功直升飞机的螺旋桨；1949年玻璃纤维预混料研制成功，利用传统的对模法压制出表面光洁的树脂基复合材料零件；20世纪60年代美国用纤维缠绕工艺研制成功\"北极星A\"导弹发动机壳体。为了提高手糊成型工艺的生产率，在此期间喷射成型工艺得到了发展和应用，使生产效率提高了2－4倍。1961年德国研制成功片状模塑料（SMC），使模压成型工艺达到新水平（中压、中温、大台面制品）；1963年树脂基复合材料板材开始工业化生产，美、法、日等国先后建起了高产量、大宽幅连续生产线，并研制成功透明复合材料及其夹层结构板材；1965年美国和日本用SMC压制汽车部件、浴盆、船上构件等；拉挤成型工艺始于20世纪50年代，60年代中期实现了连续化生产，除棒材外还生产细管、方形、工字形、槽形等型材，到了70年代，拉挤技术有了重大突破，目前美国生产拉挤成型机组最先进，其制品断面达76×20cm2，并设计有环向缠绕机构；进入70年代，树脂反应注射成型（RRIM）研究成功，改善了手糊工艺，使产品两面光洁，已用于生产卫生洁具、汽车零件等。70年代初热塑性复合材料得到发展，其生产工艺主要是注射成型和挤出成型，只用于生产短纤维增强塑料。1972年美国PPG公司研制成功玻璃纤维毡增强热塑性片状模塑料（GMT），1975年投入生产，其最大特点是成型周期短，废料可回收利用。80年代法国研究成功湿法生产热塑性片状模塑料（GMT）并成功地用于汽车制造工业。离心浇铸成型工艺于20世纪60年代始于瑞士，80年代得到发展，英国用此法生产10m。长复合材料电线杆，而用离心法生产大口径压力管道用于城市给水工程，技术经济效果十分显著。到目前为止，树脂基复合材料的生产工艺已有近20种之多，而且新的生产工艺还在不断的出现。 关于树脂基复合材料的开发应用，各国的发展途径有所不同。美国首先在军工方面应用，二次大战后逐渐转为民用为主。西欧各国则直接从发展民用开始（如波形板、防腐材料、卫生洁具等）兼顾军工。就全世界而言，目前已形成了从原材料、成型工艺、机械设备、产品种类及性能检验等较完整的工业体系，与其它工业相比，发展速度很快。 当今复合材料的树脂基体仍以热固性树脂为主。根据2000年的统计，全世界树脂基复合材料制品种类超过40000种，总产量达600万吨，其中高性能树脂基复合材料产量超过300万吨，高性能热塑性复合材料产量为120多万吨。树脂基复合材料的应用领域十分广阔，美国、西欧、日本等几个主要国家的树脂基复合材料在汽车、建筑和造船等工业中用量比例。 我国树脂基复合材料始于1958年，当年以手糊工艺研制了树脂基复合材料渔船，以层压和卷制工艺研制成功树脂基复合材料板、管和火箭筒等。1961年研制成耐烧蚀端头。1962年引进不饱和聚酯树脂和蜂窝成型机及喷射成型机，开发了飞机螺旋桨和风机叶片。1962年研究成功缠绕工艺并生产一批氧气瓶等压力容器。