玻璃钢材料概述

     玻璃钢等复合材料离日常生活较远，人们不甚熟悉，文献[1]举了几个形象的例子，比如，黏土泥浆中掺稻草制成的土砖，这是最原始的人工复合材料；再比如，泥中掺鬃丝、头发或在熟石膏里加竹浆，这是原始的纤维增强复合材料。

     树脂基复合材料也称纤维增强塑料，是用纤维及其织物增强热固性或热塑性树脂基体，经复合而成。玻璃纤维增强塑料的强度高，可以媲美钢铁，所以又俗称玻璃钢。

    根据树脂的特点，玻璃钢分为热固性玻璃钢和热塑性玻璃钢，但目前热固性运用的较多。常见的热固性玻璃钢有：环氧玻璃钢，酚醛玻璃钢和聚酯玻璃钢。

     不过，热塑性玻璃钢在小口径化工管道，阀门，离心泵，液下泵等正得到越来越多的应用。

    玻璃钢中的材料包括：起骨架作用的玻璃纤维及其制品，称之为增强材料；而树脂作为基体材料起黏结作用；此外，还包括其他辅助材料，如固化剂，引发剂，促进剂，稀释剂，增塑剂，增韧剂，填料及颜料等。

    为充分发挥纤维和基体材料的性能，玻璃钢制品通常是分层的，包括防腐层、防渗层（进一步防止介质渗透）、结构层、保护层。各层的功能通过不同的材料配比实现，如，防腐层为了防止介质腐蚀和渗透，具有较高的树脂含量；结构层为主要的承载层，具有各层中最高的纤维含量；而外保护层，主要起到防止老化和美观的作用，也具有很高的树脂含量。

玻璃钢具有以下性能特点：

    1. 力学性能：相对密度小，比强度高（能够达到甚至超过某些合金钢），各向异性，无明显屈服点，呈脆性。

    2. 耐化学腐蚀性能：对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等具有良好的化学稳定性，如盐酸、氯气、二氧化碳、稀硫酸、次氯酸钠和二氧化硫等。玻璃钢的耐蚀性能，主要取决于纤维，树脂，固化剂及表面处理剂。

    3. 导热系数低，可作隔热、热防护、热烧蚀材料，可耐瞬时高温。耐热温度取决于树脂-固化剂系统。

    4. 此外，玻璃钢还是一种优良的电绝缘材料，并且具有良好的表面性能和施工工艺性能。

下面就两个问题再简要地讨论一下。

1. 玻璃钢的各向异性

     因为玻璃纤维只有沿其轴向才具有较大的承载能力，这也就造成了玻璃钢的各向异性。所以，GB/T 1446-2005《纤维增强塑料性能试验方法总则》的4.1.1.3规定，在制备玻璃钢试样时，应按各向异性材料的两个主要方向或预先规定的方向（如板的纵向和横向）切割试样，且严格保证纤维方向和铺层方向与试验要求相符。

    另外，按GB/T 34329-2017《纤维增强塑料压力容器通用要求》6.3.1，玻璃钢制内压筒体的厚度环向、轴向需要分别确定，取大值。

2. 热固性塑料和热塑性塑料的区别

    热固性塑料成型后再加热也不能软化流动，但具有较高强度，耐蠕变性好，耐热温度高，加工尺寸精度高，耐电弧性好等优点，但加工较难。热固性塑料品种较少，目前主要有酚醛树脂，环氧树脂，不饱和聚酯树脂及氨基树脂等，主要用于玻璃钢设备和防腐蚀衬里。

    热塑性塑料在高温下能塑化成型，而在常温下又能显示橡胶弹性的一类高分子材料，过程可逆，可反复加工。对于热塑性材料的加工，可以采用注射，挤出，吹塑等工艺。目前材料品种主要有聚烯烃类，苯乙烯嵌段共聚物类，聚氨脂类和聚酯类。

参考文献：