玻璃鋼拉擠成型工藝是一種制取復(fù)合材料型材制品的復(fù)合材料成型技術(shù)。連續(xù)的玻璃纖維和連續(xù)的玻纖制品(如連續(xù)氈、表面氈等)等按預(yù)達(dá)到的結(jié)構(gòu)性能而經(jīng)一定的組成由前方的牽引裝置牽引,經(jīng)過(guò)導(dǎo)向裝置,及盛有混合了固化劑、填料等樹(shù)脂體系的膠槽和預(yù)成型模,通過(guò)帶有加熱控溫裝置的模具定型固化,形成連續(xù)不斷的復(fù)合材料型材產(chǎn)品。產(chǎn)品的長(zhǎng)度取決于需要,由截?cái)嘌b置完成。拉擠成型工藝師復(fù)合材料成型技術(shù)中機(jī)械化程度最高的生產(chǎn)工藝,因此生產(chǎn)效率極高
玻璃鋼拉擠成型技術(shù)與型鋼制造技術(shù)相比,具有更大的靈活性,更小的設(shè)備投資,它可生產(chǎn)復(fù)雜的截面形狀的型材,以滿足更多用途的需要。復(fù)合材料拉擠型材的密度比鋁還輕,具有高比強(qiáng)度和比模量;具有耐腐蝕性,在使用中不需像鋼材那樣進(jìn)行防腐涂裝處理;具有電絕緣性,是一種優(yōu)良的結(jié)構(gòu)電絕緣材料;尺寸穩(wěn)定,在自然環(huán)境中可長(zhǎng)期使用;生產(chǎn)效率高、機(jī)械化程度高、制造成本低,是一種易于開(kāi)發(fā)推廣的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。
拉擠工藝中的原材料主要由增強(qiáng)體和基體材料構(gòu)成。增強(qiáng)材料功能是提供主要的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能,它包括連續(xù)纖維粗沙氈、織物等;基體材料是將增強(qiáng)體粘結(jié)固定在一起,保證增強(qiáng)材料材料的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的實(shí)現(xiàn)。
拉擠工藝是一種連續(xù)成型工藝,其成型速度大約在300-1000mm/mim之間。按型材種類,看其應(yīng)用。
(1) 棒材 由于其有高絕緣性和高的縱向性,在電氣絕緣行業(yè)用純單向連續(xù)纖維制的棒材做高壓絕緣子的抗拉芯材,其耐電壓達(dá)到6~12KV,拉伸強(qiáng)度超過(guò)1000MP。此外,棒材還用于做帳篷桿、體育娛樂(lè)用弓箭桿、雙杠杠棒。
(2) 型材 若與通用鋼制型材相對(duì)應(yīng),復(fù)合材料型材的種類也已3相當(dāng)豐富,復(fù)合材料幾乎可以制造出所有規(guī)格的型材。作為結(jié)構(gòu)材料,F(xiàn)RP型材主要應(yīng)用于化工防腐、航空等對(duì)材料的耐腐蝕性和輕量性有特殊要求的領(lǐng)域。如化工廠和污水處理廠的操作平臺(tái)的結(jié)構(gòu),步道橋,格柵踏板,冷卻塔的內(nèi)外支撐結(jié)構(gòu),飛機(jī)中的次結(jié)構(gòu)架,耐腐蝕絕緣梯子,電氣化鐵路的輸電線橫擔(dān),機(jī)場(chǎng)的著陸指示燈支架。
(3) 按使用要求制造的特殊形式的型材制品。 典型的應(yīng)用有電纜橋架,此外還有型材門窗等。
樹(shù)脂基體
不飽和聚酯樹(shù)脂性能特點(diǎn):
1.工藝性能優(yōu)良。這是不飽和聚酯樹(shù)脂最大的優(yōu)點(diǎn)??梢栽谑覝叵鹿袒?,常壓下成型,工藝性能靈活,特別適合大型和現(xiàn)場(chǎng)制造玻璃鋼制品。
2.固化后樹(shù)脂綜合性能好。力學(xué)性能指標(biāo)略低于環(huán)氧樹(shù)脂,但優(yōu)于酚醛樹(shù)脂。耐腐蝕性,電性能和阻燃性可以通過(guò)選擇適當(dāng)牌號(hào)的樹(shù)脂來(lái)滿足要求,樹(shù)脂顏色淺,可以制成透明制品。
3.品種多,適應(yīng)廣泛,價(jià)格較低。
4.缺點(diǎn)是固化時(shí)收縮率較大,貯存期限短,含苯乙烯,有刺激性氣體,長(zhǎng)期接觸對(duì)身體健康不利。
乙烯基樹(shù)脂是由甲基丙烯酸與雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)反應(yīng)合成的,易溶于苯乙烯溶液,該類型樹(shù)脂具有高度耐腐蝕性、 高耐水解性、高的耐堿性、較高的力學(xué)強(qiáng)度同時(shí)由于樹(shù)脂中含溴,因此阻燃乙烯基樹(shù)脂在具有耐化學(xué)性的同時(shí),又可以阻燃。
玻璃鋼制品性能特點(diǎn):
(1)輕質(zhì)高強(qiáng)
相對(duì)密度在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可是拉伸強(qiáng)度卻接近,甚至超過(guò)碳素鋼,而比強(qiáng)度可以與高級(jí)合金鋼相比。因此,在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中,都具有卓越成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到400Mpa以上。
(2)耐腐蝕性能好
FRP是良好的耐腐材料,對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個(gè)方面,正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。
(3)電性能好
優(yōu)良的絕緣材料,用來(lái)制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過(guò)性良好,已廣泛用于雷達(dá)天線罩。
(4)熱性能良好
FRP熱導(dǎo)率低,室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時(shí)超高溫情況下,是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料,能保護(hù)宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。
(5)可設(shè)計(jì)性好
①可以根據(jù)需要,靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,來(lái)滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的整體性。
②可以充分選擇材料來(lái)滿足產(chǎn)品的性能,如:可以設(shè)計(jì)出耐腐的,耐瞬時(shí)高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強(qiáng)度的、介電性好的,等等。
(6)工藝性優(yōu)良
①可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來(lái)靈活地選擇成型工藝。
②工藝簡(jiǎn)單,可以一次成型,經(jīng)濟(jì)效果突出,尤其對(duì)形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品,更突出它的工藝優(yōu)越性。