玻璃鋼的基本性能――物理性能

  玻璃鋼具有密度小,良好的介電絕緣性能和良好的隔熱性能以及吸水性、熱膨脹性能等。
      一、密度:
   玻璃鋼密度介于1.5~2.0之間,只有普通碳鋼的1/4~1/5,比輕金屬鋁還要輕1/3左右,而機械強度卻很高,某些方面甚至能接近普通碳鋼的水平。例如某些環氧玻璃鋼,其拉伸、彎曲和壓縮強復均達到400MPa 以上。按比強度計算,玻璃鋼不僅大大超過普通碳鋼,而且可達到和超過某些特殊合金鋼的水平。<BR>&nbsp;  玻璃鋼與幾種金屬的密度、抗伸強度和比強度比較見表2-6所示.
 材料名

 密度

 拉伸強度( MPa )

 比強度

高級合金鋼

 8.0

 1280

160 

A3鋼

 7.85

 400

 50

 LY12鋁合金

 2.8

420 

160 

 鑄鐵

 7.4

240 

32 

 環氧玻璃鋼

 1.73

 500

280 

 聚酯玻璃鋼

 1.8

290

160 

酚醛玻璃鋼

 1.8

290

160 

*比強度:即單位密度下的拉伸強度,也就是材料的抗拉強度與密度之比,用以說明其輕質高強的程度.  
  二、電性能:
  玻璃鋼有優良的電絕緣性能,可作為儀表、電機及電器中的絕緣零部件,在高頻作用下仍然保持良好的介電性能。在絕緣材料中,用玻璃纖維布代替紙及棉布,可提高絕緣材料的絕緣等級,在用相同樹脂的情況下,至少能提高一個等級。玻璃鋼占絕緣材料用量的1/3~1/2,。在一些大型電機中,如12.5萬KW 電機,要用幾百千克玻璃鋼作絕緣材料。此外玻璃鋼不受電磁影響,而且有良好的透微波性能.
 下表幾種玻璃鋼的介電性能:

 玻璃鋼種類

 介電常數

 介電損失角正切

 丁苯玻璃鋼

 3.5~4.0

 (3.5~5.0)*10-3

 DAP玻璃鋼

 4.0~4.8

 (0.9~105)*10-2

 聚丁二烯玻璃鋼

 3.5~4.0

 (4.5~5.5)*10-3

 307聚酯玻璃鋼

 4.0~4.8

(0.9~1.5)*10-3

 6101環氧玻璃鋼

 4.7~5.2

  (1.7~2.5)*10-2


    三、熱性能
  玻璃鋼有良好的熱性能,它的比熱大,是金屬的2~3倍,導熱系數比較低,只是金屬材料的1/100~1/1000。
  此外,某些品種玻璃鋼的耐瞬時高溫性能也十分突出,如酚醛型高硅氧布玻璃鋼,在遇極高溫度時,產生碳化層,可有效地保護火箭、導彈及宇宙飛船在穿過大氣層時需要承受的5000~10000K 高溫及高速氣流的作用。
  表2-8列出了幾種材料的熱性能。

 材料

 比熱
〔KJ(Kg?K)〕

 導熱系數〔W/(m.K)〕

線膨脹系數
α10-5/℃

 聚酯澆鑄體

 0.17

 0.17

 6~13

 鐵

 0.46

 75.6

 1.2

 鋁

 0.92

222 

 2.4

 木材

 1.38

 0.09~0.19

 0.08~0.16

 玻璃鋼

 1.26

0.40 

0.7~6 

由表2-8可以看出,玻璃鋼具有良好的熱絕緣性能,這是金屬材料無法比擬的。
  四、耐老化性能
  任何材料都存在老化問題,玻璃鋼也不例外,只是速度和程度不同而已。玻璃鋼在大氣曝曬、濕熱、水浸泡及腐蝕介質等作用下,性能有所下降,在長期使用過程中會使光澤減退、顏色變化、樹脂脫落、纖維裸露、分層等現象。但隨著科學技術進步,人們可以采取必要的防老化措施,改善使用性能,提高產品的使用壽命。例如玻璃鋼放在哈爾濱地區進行自然老化試驗,板材拉伸強度下降少,小于20%;彎曲強度次之,一般不超過30% ;壓縮強度下降多,波動也
大,一般為25%~30% 。見下表所示。
 力學性能  玻璃鋼種類  原始強度(MPa )  10年后強度  10年后強度
 力學性能  玻璃鋼種類  原始強度(MPa )  保留強度(MPa )  強度下降率(% )
 拉伸強度

 環氧

 290.77

 244.22

 16

 

 聚酯

 293.21

 228.73

 22

 變曲強度

 環氧

 330.06

 260.68

 21

 

 聚酯

 292.04

 224.91

 23

 壓縮強度

 環氧

 216.58

 160.23

 26

 

 聚酯

 199.43

 139.65

 30

 變曲模量

 環氧

 1.73*104

  1.11*104

 36

 

 聚酯

  1.59*104

  1.02*104

 36

   此外,室外風、雨及陽光曝曬,會使玻璃鋼表層樹脂脫落,應注意定期維護。
  五、長期耐溫性及耐燃性
  玻璃鋼的耐溫性及耐燃性取決于所用的樹脂,長期的使用溫度不能超過樹脂的熱變形溫度。
  通用的環氧及聚酯玻璃鋼,都是易燃的,對于有防火要求的結構物,要用阻燃樹脂或加阻燃劑,因此在使用玻璃鋼時,應充分注意。
  一般玻璃鋼不能在高溫下長期使用。如聚酯玻璃鋼在40℃~45℃以上,環氧玻璃鋼在60以上,強度開始下降。
  近年來出現了一些耐高溫的玻璃鋼。如脂環族環氧玻璃鋼,聚酰亞胺玻璃鋼等,但長期工作溫度也只能在200-300以內,遠較金屬的長期使用溫度為低。
  綜上所述五個方面的物理性能,可見玻璃鋼和金屬、陶瓷等材料不同,因此在使用上要發揮其長處,注意合理使用。
  例如,玻璃鋼低溫性能好,強度不下降,因此北方冬季雖然室外氣溫降到-45℃~50℃ ,可玻璃鋼并不發脆。一般冷卻塔、防雨棚等室外構筑物,在北方冬季里使用仍很安全。相反,玻璃鋼在高溫環境下要用專門的樹脂和配方,例如在100長期使用,就要采用耐高溫配方,用專門的工藝條件成型才行、否則玻璃鋼在長期*""%以上持續工作,就會遭到破壞。