解密玻璃纖維增強塑料優缺點

玻璃纖維增強塑料(frp)俗稱玻璃鋼，是一種以玻璃纖維增強不飽和聚酯、環氧樹脂與酚醛樹脂為基體材料的復合塑料。作為複合材料的一種，玻璃鋼因其獨特的效能優勢，在航空航天、鐵道鐵路、裝飾建築、家居家具、建材衛浴和環衛工程等等相關行業中得到了廣泛應用。

根據所採用的纖維不同，玻璃纖維增強塑料分為玻璃纖維增強復合塑料(gfrp)、碳纖維增強復合塑料(cfrp)和硼纖維增強復合塑料等。它以玻璃纖維及其製品(玻璃布、帶、氈、紗等)為增強材料，以合成樹脂為基體材料。纖維增強複合材料是由增強纖維和基體組成的。

纖維(或晶須)的直徑很小，一般小於10微公尺，是脆性材料，易損傷、斷裂和受腐蝕。基體具有黏彈性和彈塑性，是韌性材料。

玻璃纖維增強塑料的相對密度在1.5～2.0之間，只有碳鋼的1/4～1/5，但拉伸強度卻接近甚至超過碳素鋼，強度可以與高階合金鋼媲美。

因此，玻璃纖維增強塑料在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的製品中應用廣泛。某些環氧玻璃鋼的拉伸、彎曲和壓縮強度甚至能達到400兆帕以上。

主要優點：

1.耐腐蝕性能好對大氣、水和一般濃度的酸、鹼、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗力，已被應用於化工防腐的各個方面，正在取代碳鋼、不鏽鋼、木材、有色金屬等。

2.介電效能好是優良的絕緣材料，可用來製造絕緣體。高頻下仍能保持良好介電性。

3.熱效能良好熱導率低，室溫下為1.25千焦/(公尺時開)～1.

67千焦/(公尺時開)，只有金屬的1/100～1/1000，是優良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下，是理想的熱防護和耐燒蝕材料，能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的衝擊。

4.可設計性強可充分選擇多種材料來滿足不同產品的特性，如可以設計成耐腐的、耐瞬時高溫的、產品某方面有特別高強度的、介電性特別好的等各種型別。

5.工藝性優良可根據產品的形狀、技術要求、用途及數量來靈活地選擇成型工藝;工藝簡單，可以一次成型，尤其是對形狀複雜、不易成型、數量少的產品來說，其工藝更顯優越。

主要缺點：

1.彈性模量小彈性模量比木材大兩倍，但比鋼小，因此產品剛性不足，容易變形。但可以做成薄殼結構或夾層結構，也可通過高模量纖維或做加強筋等形式來彌補。

2.長期耐溫性差frp一般不能在高溫下長期使用，通用型聚酯frp在50℃以上時強度就會明顯下降，一般只在100℃以下使用;通用型環氧frp在60℃以上時強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使其長期工作溫度保持在200℃～300℃之間。

3.層間剪下強度低層間剪下強度是靠樹脂來承擔的，所以很低。可以通過選擇工藝、使用偶聯劑等方法來增強層間黏結力，在產品設計時應盡量避免層間受損。