玻璃纖維增強(qiáng)塑料

玻璃鋼（也稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料，全部公認(rèn)的縮寫(xiě)符號(hào)為GFRP或FRP），是一種品種繁多，性能各別，用途廣泛的復(fù)合材料。它是由合成樹(shù)脂和玻璃纖維經(jīng)復(fù)合工藝，制作而成的一種功能型的新型材料。
玻璃鋼材料具有重量輕，比強(qiáng)度高，耐腐蝕，電絕緣性能好，傳熱慢，熱絕緣性好，耐瞬時(shí)非常高溫性能好，以及容易著色，能透過(guò)電磁波等特性。與常用的金屬材料相比，它還具有如下的特點(diǎn)∶
由于玻璃鋼產(chǎn)品，可以根據(jù)不同的使用環(huán)境及特殊的性能要求，自行設(shè)計(jì)復(fù)合制作而成，因此只要選擇適宜的原材料品種，基本上可以滿足各種不同用途對(duì)于產(chǎn)品使用時(shí)的性能要求。因此，玻璃鋼材料是一種具有可設(shè)計(jì)性的材料品種。
玻璃鋼產(chǎn)品，制作成型時(shí)的一次性，更是區(qū)別于金屬材料的另一個(gè)顯著的特點(diǎn)。只要根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，選擇合適的原材料鋪設(shè)方法和排列程序，就可以將玻璃鋼材料和結(jié)構(gòu)一次性地完成，避免了金屬材料通常所需要的二次加工，從而可以大大降低產(chǎn)品的物質(zhì)消耗，減少了人力和物力的浪費(fèi)。
玻璃鋼材料，還是一種節(jié)能型材料。若采用手工糊制的方法，其成型時(shí)的溫度一般在室溫下，或者在100℃以下進(jìn)行，因此它的成型制作能耗很低。即使對(duì)于那些采用機(jī)械的成型工藝方法，例如模壓、纏繞、注射、RTM、噴射、擠拉等成型方法，由于其成型溫度遠(yuǎn)低于金屬材料，及其他的非金屬材料，因此其成型能耗可以大幅度降低。
綜上所述，與傳統(tǒng)的金屬材料及非金屬材料相比，玻璃鋼材料及其制品，具有強(qiáng)度高，性能好，節(jié)約能源，產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度大，以及產(chǎn)品使用適應(yīng)性廣等特點(diǎn)。因此，在一定意義上說(shuō)，玻璃鋼材料是一種應(yīng)用范圍較廣，開(kāi)發(fā)前景非常大的材料品種之一。
目前我國(guó)的玻璃鋼工業(yè)，己經(jīng)具備了一定的規(guī)模，在產(chǎn)品的品種數(shù)量及產(chǎn)量方面，以及在技術(shù)水平方面，均已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)展，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。
玻璃鋼的成型工藝方法，有很多種方法。其中有較簡(jiǎn)單易學(xué)的手工糊制方法，也有比較容易建立的模壓工藝成型方法；也有必須經(jīng)過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)、有經(jīng)驗(yàn)制造的纖維纏繞成型方法；更有一些綜合注射、真空、預(yù)成型增強(qiáng)材料或預(yù)設(shè)墊料的幾種模塑方法；以及為了達(dá)到制品高性能指標(biāo)而設(shè)計(jì)制造的，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的先進(jìn)的自動(dòng)化成型方法。
由此可見(jiàn)，玻璃鋼制品的制作成型方法有很多種，它們的技術(shù)水平要求相差很大，其對(duì)原材料、模具、設(shè)備投入資金等的要求，也各不相同，當(dāng)然它們所生產(chǎn)產(chǎn)品的批量和質(zhì)量，也不會(huì)相同。
目前，國(guó)內(nèi)外常用的玻璃鋼制作成型方法，有手糊成型工藝、噴射成型工藝、模壓成型工藝、模壓料成型工藝、纖維纏繞成型工藝、卷管成型工藝、袋壓成型工藝、樹(shù)脂澆鑄及注射成型工藝、RTM成型工藝、拉擠成型工藝、板材及管道連續(xù)成型工藝、增強(qiáng)反應(yīng)注射模塑成型工藝、彈性體貯脂模塑成型工藝，以及膠接和連接技術(shù)、夾層結(jié)構(gòu)制作技術(shù)等。
現(xiàn)把幾種常用的玻璃鋼的成型方法的特點(diǎn)介紹如下∶
手糊制作方法的設(shè)備投入資金低，產(chǎn)品形狀的限制因素少，適合小批量生產(chǎn)。它的生產(chǎn)條件是需要制作產(chǎn)品的模具，并掌握手糊工藝的技術(shù)要領(lǐng)。但是，這種制作方法所制成的產(chǎn)品，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品的質(zhì)量檔次不夠高，較難滿足某些產(chǎn)品的性能要求。
噴射成型方法，是一種借助于噴射機(jī)器的手工積層的方法。該方法具有效率高、成本低的特點(diǎn)，有逐步取代傳統(tǒng)的手糊工藝的趨勢(shì)。其產(chǎn)品的整體性強(qiáng)，沒(méi)有搭接縫，且制品的幾何尺寸基本上沒(méi)有受到限制，成型工藝不復(fù)雜，材料配方能保持一定的準(zhǔn)確性。其不足之處，在于制品的質(zhì)量在很大程度上，取決于操作工人的生產(chǎn)技能。另外，噴射所造成的污染，一般均大于其他的工藝方法。
纖維纏繞工藝方法，是將浸漬過(guò)樹(shù)脂的連續(xù)纖維，按一定的規(guī)律纏繞到芯模上，層疊至所需的厚度，固化后脫模，即成制品。該方法的特點(diǎn)，是可按產(chǎn)品承受應(yīng)力情況來(lái)設(shè)計(jì)纖維的纏繞規(guī)律，使之充分發(fā)揮纖維的抗拉強(qiáng)度，并且容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，產(chǎn)品質(zhì)量較為穩(wěn)定，若配用不同的樹(shù)脂基體和纖維的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系復(fù)合，則可獲得較佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。纖維纏繞工藝，可成功地應(yīng)用于制作玻璃鋼管道、貯罐、氣瓶、風(fēng)機(jī)葉片、撐高跳竿、電線竿、羽毛球拍等的制品。
模壓成型工藝和模塑料成型工藝，其壓制工藝和設(shè)備條件基本相同，前者采用浸膠布作為模壓料，而后者采用片狀、團(tuán)狀、散狀的模壓料，首先將一定量的模壓料置于金屬對(duì)模中，而后在一定溫度和壓力下成型制得所需的玻璃鋼制品。這種生產(chǎn)成型方法，所制得的產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確，表面光潔，可一次成型，生產(chǎn)效率較高，且產(chǎn)品質(zhì)量較為穩(wěn)定，適合于大批量制作各種小型玻璃鋼制品。其不足之處是模具的設(shè)計(jì)和制造較為復(fù)雜，生產(chǎn)初期的投入資金較高，且制件受設(shè)備的限制較為突出。
拉擠成型方法，是在牽引裝置牽引下，使浸漬樹(shù)脂的纖維增強(qiáng)材料，先在模具中預(yù)成型，并經(jīng)加熱使之固化成型，制成玻璃鋼型材，較后切割成所需長(zhǎng)度的玻璃鋼制品。該種成型工藝方法，具有以下明顯的特點(diǎn)∶首先它可以制作幾何形狀復(fù)雜的制品，尤其對(duì)于特小型或特大型制品，該工藝方法具有其他方法所無(wú)法比擬的優(yōu)越性；其次只要經(jīng)過(guò)合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)，某些高性能復(fù)合材料的制作，在拉擠工藝中就可得以實(shí)現(xiàn)；另外，拉擠工藝方法，尤其適合于開(kāi)發(fā)制作各種熱塑性玻璃鋼制品；加之由于拉擠速度日趨加快，因此拉擠工藝的生產(chǎn)效率很高，作為連續(xù)生產(chǎn)的先進(jìn)方法之一，為實(shí)現(xiàn)玻璃鋼的工業(yè)化生產(chǎn)開(kāi)辟了一條有效的途徑。但是也必須指出，建立拉擠生產(chǎn)工藝方法的要求比較高，例如其設(shè)備投入資金非常大，模具設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，工藝條件的控制及對(duì)原材料的性能要求較為嚴(yán)格，這些都是建立拉擠成型工藝的困難之處。
在上述玻璃鋼的制作成型技術(shù)方法中，每一種技術(shù)均有其自身的特點(diǎn)。生產(chǎn)企業(yè)在選擇確定采用何種工藝方法時(shí)，需根據(jù)企業(yè)的基本情況及生產(chǎn)產(chǎn)品的情況，如生產(chǎn)產(chǎn)品的批量及其質(zhì)量要求，以及企業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)和生產(chǎn)資金情況等因素進(jìn)行綜合考慮。
假如，企業(yè)擬準(zhǔn)備簽訂一批玻璃鋼桌椅的業(yè)務(wù)，由于采用手糊、模壓、RTM工藝均可以制作玻璃鋼桌椅，這時(shí)需根據(jù)企業(yè)和產(chǎn)品的實(shí)際情況來(lái)加以確定，以便獲得較適宜的生產(chǎn)投入、產(chǎn)品質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系。