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玻璃钢的物理性能

玻璃钢具有密度小，合格的介电绝缘性能和合格的隔热性能以及吸水性、热膨胀性能等。

一、

密度:

玻璃钢密度介于1.5～2.0之间，只有一般碳钢的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一般碳钢的水平。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一般碳钢，而且可达到和超过某些特别合金钢的水平。玻璃钢与几种金属的密度、抗伸强度和比强度比较见表2-6所示.

表2-6

材料名

密度

拉伸强度〔MPa〕

比强度

高级合金钢

1280

160

A3钢

400

50

LY12铝合金

420

160

铸铁

240

32

环氧玻璃钢

500

280

聚酯玻璃钢

290

160

酚醛玻璃钢

290

160

＊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．

二、电性能：

玻璃钢有合格的电绝缘性能，可作为仪表、电机及电器中的绝缘零部件，在高频作用下仍然坚持合格的介电性能。在绝缘材料中，用玻璃纤维布代替纸及棉布，可提升绝缘材料的绝缘等级，在用相同树脂的状况下，至少能提升一个等级。玻璃钢占绝缘材料用量的1/3～1/2,。在一些大型电机中，如12.5万KW电机，要用几百千克玻璃钢作绝缘材料。此外玻璃钢不受电磁影响，而且有合格的透微波性能．

下表几种玻璃钢的介电性能：

玻璃钢种类

介电常数

介电损失角正切

丁苯玻璃钢

(3.5～5.0)*10-3

DAP玻璃钢

(0.9～105)*10-2

聚丁二烯玻璃钢

(4.5～5.5)*10-3

307聚酯玻璃钢

(0.9～1.5)*10-3

6101环氧玻璃钢

??(1.7～2.5)*10-2

三、热性能

玻璃钢有合格的热性能，它的比热大，是金属的２～３倍，导热系数比较低，只是金属材料的1/100～1/1000。

此外，某些品种玻璃钢的耐瞬时高温性能也十分特别，如酚醛型高硅氧布玻璃钢，在遇极高温度时，产生碳化层，可有效地保护火箭、导弹及宇宙飞船在穿过大气层时需要承受的5000～10000K高温及高速气流的作用。

表2-8列出了几种材料的热性能。

材料

比热

〔KJ〔Kg·K〕〕

导热系数〔W/〔m．K〕〕

线膨胀系数

α10-5/℃

聚酯浇铸体

6～13

铁

铝

222

木材

玻璃钢

0.40

0.7～6

由表2-8可以看出，玻璃钢具有合格的热绝缘性能，这是金属材料无法比拟的。

四、耐老化性能

任何材料都存在老化问题，玻璃钢也不例外，只是速度和程度不同而已。玻璃钢在大气曝晒、湿热、水浸泡及腐蚀介质等作用下，性能有所下降，在长期使用过程中会使光泽减退、颜色变化、树脂脱落、纤维裸露、分层等现象。但随着科学技术进步，人们可以采用必要的防老化措施，改善使用性能，提升产品的使用寿命。例如玻璃钢放在哈尔滨地区进行自然老化试验，板材拉伸强度下降最少，小于20%；弯曲强度次之，一般不超过30%；压缩强度下降最多，波动也最大，一般为25%～30%。见下表所示。

力学性能

玻璃钢种类

原始强度〔MPa〕

10年后强度

10年后强度

力学性能

玻璃钢种类

原始强度〔MPa〕

保留强度(MPa)

强度下降率(%)

拉伸强度

环氧

16

聚酯

22

变曲强度

环氧

21

聚酯

23

压缩强度

环氧

26

聚酯

30

变曲模量

环氧

1.73*104

??1.11*104

36

聚酯

??1.59*104

??1.02*104

36

此外，室外风、雨及阳光曝晒，会使玻璃钢表层树脂脱落，应注意定期维护。

五、长期耐温性及耐燃性

玻璃钢的耐温性及耐燃性取决于所用的树脂，长期的使用温度不能超过树脂的热变形温度。

通用的环氧及聚酯玻璃钢，都是易燃的，关于有防火要求的结构物，要用阻燃树脂或加阻燃剂，因此在使用玻璃钢时，应充分注意。

一般玻璃钢不能在高温下长期使用。如聚酯玻璃钢在40℃～45℃以上，环氧玻璃钢在60℃以上，强度开始下降。

近年来出现了一些耐高温的玻璃钢。如脂环族环氧玻璃钢，聚酰亚胺玻璃钢等，但长期工作温度也只能在200-300℃以内，远较金属的长期使用温度为低。

综上所述五个方面的物理性能，可见玻璃钢和金属、陶瓷等材料不同，因此在使用上要发挥其长处，注意合理使用。

例如，玻璃钢低温性能好，强度不下降，因此北方冬季虽然室外气温降到－45℃～50℃,可玻璃钢并不发脆。一般冷却塔、防雨棚等室外构筑物，在北方冬季里使用仍很安全。相反，玻璃钢在高温环境下要用专门的树脂和配方，例如在100℃长期使用，就要采纳耐高温配方，用专门的工艺条件成型才行、否则玻璃钢