第一节　玻璃钢的组成与分类

一、玻璃钢的定义

玻璃钢（fiber reinforced polymer，FRP）是以玻璃纤维和玻璃纤维制品作为增强材料，用合成树脂作为粘结剂制作而成的一种复合材料，被称为玻璃纤维增强塑料，因为玻璃纤维增强塑料的强度高，可以与钢铁相媲美，因此人们又称玻璃纤维增强塑料为玻璃钢。

玻璃钢制品的性能往往取决于合成树脂的种类，这是因为在玻璃钢中，合成树脂不仅将玻璃纤维黏合在一起形成一个整体，起着传递载荷的作用，而且也增强了玻璃钢的各种优良的综合性能，比如增强了玻璃钢的耐腐蚀性、电绝缘性等。

二、玻璃钢的组成

主要由两大部分组成，即基体材料和增强材料。增强材料是纤维增强复合材料的支撑骨架，它从根本上决定了玻璃钢制品的力学性能，同时对提高材料的收缩率，提高复合材料的热变形温度、电磁性能以及热物理性能也有一定的作用。而树脂基体可以将复合材料中的增强材料连接成一个整体，起着传递和均衡载荷的功能，使增强材料能充分发挥其力学性能优势。复合材料的耐热性、耐化学腐蚀性能、阻燃性、耐候性、电绝缘性、电磁性能等都取决于树脂基体。同时，树脂基体对复合材料的抗冲击性能和力学性能都有不同程度的影响。

1.树脂基体

大量热固性和热塑性塑料都可作为复合材料树脂基体使用。常用的热固性树脂有：不饱和聚酯、乙烯基酯、环氧、酚醛、双马来酰亚胺以及聚酰亚胺树脂等。常用的热塑性树脂有：聚丙烯、聚碳酸酯、尼龙、聚醚砜等。

2.增强材料

应用最广泛的是玻璃纤维无捻粗纱、玻璃布、连续毡极短切毡以及碳纤维、芳纶纤维等。

三、玻璃钢的基本类型与产品分类

1.玻璃钢的基本类型

一般基本类型的玻璃钢有三种：

（1）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。

（2）双向纤维增强的玻璃钢：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。

（3）单向纤维增强的玻璃钢：这一类玻璃钢的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1000MPa， 但在垂直纤维方向上，其强度很低。只有在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%。

2.玻璃钢产品分类

玻璃钢罐：玻璃钢储罐，盐酸储罐，硫酸储罐，防腐储罐，化工储罐，运输储罐，食品罐，消防罐等；

玻璃钢管：玻璃钢管道，玻璃钢夹砂管，玻璃钢风管，玻璃钢电缆管，玻璃钢顶管，玻璃钢工艺管等；

塔器：干燥塔，洗涤塔，脱硫塔，酸雾净化塔，交换柱等；

其他：角钢，线槽，拉挤型材，三通，四通。

四、玻璃钢的基本性质

1.重量轻，强度高

玻璃钢的密度只有普通钢材的1/6～1/4，比铝还要轻大概1/3，然而它的机械强度却能达到或超过普通碳钢的水平，例如某些环氧和不饱和聚酯玻璃钢，其拉伸和弯曲强度均能达到400MPa以上。

2.耐化学腐蚀性　

了解化学的人都知道，玻璃钢与普通金属的电化学腐蚀机理是不同的，它不导电，也就是说在电解质溶液里不会有离子溶解出来，因而对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质有着良好的化学稳定性，特别在强的非氧化性酸和相当广泛的pH值范围内的介质中都有着良好的适应性，过去用不锈钢也对付不了的一些介质，如盐酸、氯气、二氧化碳、稀硫酸、次氯酸钠和二氧化硫等，现在用玻璃钢可以很好地解决。

3.优良的电绝缘性　 

相信很多人都知道，玻璃钢的电绝缘性是很好的。所以，用玻璃钢制造的设备不用担心电化学腐蚀和杂散电流腐蚀，可放心地广泛用于制造仪表、电机及电器中的绝缘零部件，以提高电气设备的可靠性并延长其使用寿命；此外，玻璃钢在高频作用下有着良好的介电性和微波透过性，是制造多种雷达罩等高频绝缘产品的优良材料。由玻璃纤维作为原材料，采用高性能树脂作为黏合剂制作而成的玻璃钢罐（FRP罐）具有玻璃钢的一切优点。

五、环氧树脂玻璃钢

环氧树脂玻璃钢是一种常用玻璃钢，其颜色为浅色。它具有较好的耐腐蚀性、机械强度高和黏结力强等特点，并具有一定的电绝缘性和耐碱能力。其原料环氧树脂为淡黄色高黏度透明体，它的种类很多，常用的型号有6101、634、637、618等。

六、不饱和聚酯玻璃钢

聚酯玻璃钢也是一种常用玻璃钢，其颜色为浅黄色。它具有一定的耐腐性能，机械强度较高和黏结力较强等特点，同时具有一定的低压电绝缘性能。

另外聚酯玻璃钢在固化过程中没有挥发物逸出，能常温压成型，具有固化施工方便的特点。其原料聚酯树脂为淡黄色透明体，它的种类很多，常用型号为306、307、196、198、199、7541、3301等，各种型号都有不同的耐腐蚀和耐温能力。

七、酚醛树脂玻璃钢

酚醛树脂玻璃钢也是一种常用玻璃钢，其颜色为深棕色，它具有很高的耐腐蚀性，但力学性能较差，适合在金属、水泥、木材、石槽等容器贴衬。其原料酚醛树脂是人工合成最早的一种树脂，约有60多年历史，常用型号有213、2130、101、102、103等。

八、呋喃树脂玻璃钢

呋喃树脂玻璃钢的颜色为黑色。其力学性能虽然较差，但具有突出的耐腐蚀性，既耐酸又耐碱，又有较高的耐热性，优于酚醛等其他树脂，这种玻璃钢适合在金属、水泥、木材、石槽等容器贴衬。 其原料树脂种类有糠醇、糠醛、糠酮醛等呋喃树脂。

九、热塑性树脂与其他树脂

热塑性树脂是指具有受热软化、冷却硬化的性能，而且不起化学反应，无论加热和冷却重复进行多少次，均能保持这种性能的树脂。凡具有热塑性的树脂其分子结构都属线型。它包括全部聚合树脂和部分缩合树脂。

其他热塑性树脂包括PE（聚乙烯）、PVC（聚氯乙烯）、PS（聚苯乙烯）、PA（聚酰胺）、POM（聚甲醛）、PC（聚碳酸酯）、聚苯醚、聚砜、橡胶等。热塑性树脂的优点是加工成型简便，具有较高的机械能。缺点是耐热性和刚性较差。松香变性热塑性树脂是由变性松香经甘油酯化后制成的不规则半圆粒状产品。