Разработка стеклопластика обусловлена растущим спросом на новые материалы с более высокими эксплуатационными характеристиками, меньшим весом, повышенной коррозионной стойкостью и более высокой энергоэффективностью. Благодаря развитию материаловедения и постоянному совершенствованию технологий производства, стеклопластик постепенно находит все более широкое применение в различных областях. Стеклопластик обычно состоит из:стекловолокнои смоляная матрица. В частности, GFRP состоит из трех частей: стекловолокна, смоляной матрицы и межфазного агента. Среди них стекловолокно является важной частью GFRP. Стекловолокно изготавливается путем плавления и вытяжки стекла, а его основным компонентом является диоксид кремния (SiO2). Стеклянные волокна обладают такими преимуществами, как высокая прочность, низкая плотность, термостойкость и коррозионная стойкость, что обеспечивает прочность и жесткость материала. Во-вторых, смоляная матрица является адгезивом для GFRP. Обычно используемые смоляные матрицы включают полиэфирные, эпоксидные и фенольные смолы. Смоляная матрица обладает хорошей адгезией, химической стойкостью и ударопрочностью, что позволяет фиксировать и защищать стекловолокно, а также передавать нагрузки. Межфазные агенты, с другой стороны, играют ключевую роль между стекловолокном и смоляной матрицей. Межфазные агенты могут улучшить адгезию между стекловолокном и смоляной матрицей и улучшить механические свойства и долговечность GFRP.
Для общепромышленного синтеза стеклопластика необходимы следующие этапы:
(1) Подготовка стекловолокна:Стеклянный материал нагревают и плавят, после чего из него изготавливают стекловолокно различных форм и размеров с помощью таких методов, как вытяжка или распыление.
(2) Предварительная обработка стекловолокна:Физическая или химическая обработка поверхности стеклопластика для повышения шероховатости и улучшения межфазной адгезии.
(3) Расположение стекловолокна:Распределите предварительно обработанное стекловолокно в формовочном аппарате в соответствии с требованиями проекта, чтобы сформировать заданную структуру расположения волокон.
(4) Матрица смоляного покрытия:Равномерно нанесите смоляную матрицу на стекловолокно, пропитайте пучки волокон и приведите волокна в полный контакт со смоляной матрицей.
(5) Отверждение:Отверждение матрицы смолы путем нагревания, давления или использования вспомогательных материалов (например, отвердителя) для формирования прочной композитной структуры.
(6) Последующее лечение:Отвержденный стеклопластик подвергается процессам последующей обработки, таким как обрезка, полировка и покраска, для достижения требуемого конечного качества поверхности и внешнего вида.
Из вышеописанного процесса подготовки видно, что в процессеПроизводство стеклопластикаПодготовка и компоновка стекловолокна могут быть адаптированы к различным технологическим задачам, различным смоляным матрицам для различных применений, а также различным методам последующей обработки для получения стеклопластика для различных целей. В целом, стеклопластик обычно обладает рядом положительных свойств, которые подробно описаны ниже:
(1) Легкий:Стеклопластик имеет низкий удельный вес по сравнению с традиционными металлическими материалами и, следовательно, относительно лёгкий. Это делает его предпочтительным материалом во многих областях, таких как аэрокосмическая промышленность, автомобилестроение и производство спортивного оборудования, где можно снизить собственный вес конструкции, что приводит к повышению производительности и топливной экономичности. В строительных конструкциях лёгкий вес стеклопластика может эффективно снизить вес высотных зданий.
(2) Высокая прочность: Материалы, армированные стекловолокномОбладают высокой прочностью, особенно на растяжение и изгиб. Сочетание армированной волокном смоляной матрицы и стекловолокна позволяет выдерживать большие нагрузки и напряжения, благодаря чему материал обладает превосходными механическими свойствами.
(3) Коррозионная стойкость:Стеклопластик обладает превосходной коррозионной стойкостью и невосприимчив к агрессивным средам, таким как кислоты, щелочи и соленая вода. Это делает этот материал незаменимым в различных агрессивных средах, например, в морской технике, химическом оборудовании и резервуарах для хранения.
(4) Хорошие изоляционные свойства:Стеклопластик обладает хорошими изоляционными свойствами и способен эффективно изолировать электромагнитную и тепловую проводимость. Это обуславливает его широкое применение в электротехнике и теплоизоляции, например, при производстве печатных плат, изоляционных трубок и теплоизоляционных материалов.
(5) Хорошая термостойкость:GFRP имеетвысокая термостойкостьи способен сохранять стабильные характеристики в условиях высоких температур. Это обеспечивает его широкое применение в аэрокосмической, нефтехимической и энергетической отраслях, например, при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей, перегородок печей и компонентов оборудования тепловых электростанций.
Подводя итог, можно сказать, что стеклопластик обладает такими преимуществами, как высокая прочность, лёгкость, коррозионная стойкость, хорошие изоляционные свойства и термостойкость. Эти свойства делают его широко используемым материалом в строительстве, аэрокосмической, автомобильной, энергетической и химической промышленности.
Время публикации: 03 января 2025 г.
