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玻璃钢之金属丝缠绕复合材料的研究(1),中意玻璃钢
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恒德环保科技

时间 : 2022-03-26 12:35 浏览量 : 149

玻璃钢之金属丝缠绕复合材料的研究-中意玻璃钢

有关钢丝缠绕圆筒方面的研究工作,目前还在进行,所用粘结剂主要是环氧树脂系统[32]。现在可以利用的是带各种金属涂层的细钢丝(直径为0.003时),其抗拉强度约为6×10磅/时2。这种材料加工处理方便而且不易损坏,能经济地缠成工业上使用的各类容器。为了进一步探讨这类应用,制造了下面几种复合材料:金属丝-环氧树脂、金属丝-聚乙烯树脂、金属丝-聚丙烯树脂●。为了进行比较,还同时制做了环氧玻璃钢。实践表明,聚酯玻璃钢和环氧玻璃钢都是有价值的工程材料。充分地利用材料的组合性能,可获得好的效果,并且经济。模制的船壳、能控制采光的建筑盖板、地面运输车辆、电气绝缘材料和飞机部件等比较常见的用途,主要的就是综合地考虑了强度、刚度、密度低、耐腐蚀、半透明、导电系数和导热系数小、易成型、能着色、易于机械加工、耐冲击和化学稳定性。缠绕工艺比较简单,也比较经济,特别是对于那些生产批量小,技术更新快的产品,纤维缠绕工艺所具有的经济性就更加明显了。正因为如此,纤维缠绕才得到了广泛的应用,如导管、棒、管道、壳体、球、容器以及圆筒等。所有纤维缠绕制品(如表1-1,表1-2所示)还都具有相当大的设计灵活性。最初主要研究玻璃纤维增强材料,目前正积极地进行金属增强材料的研究工作。增强塑料的各项性能,在导弹发动机壳体中能得到充分利用。在这里,纤维缠绕玻璃钢在比强度和比刚度(刚度与重量之比)方面,几乎可完全取代金属。比强度和比刚度是导弹结构的两项重要指标。为了使纤维缠绕玻璃钢结构具有足够高的比强度和比刚度,就必须对纤维缠绕工艺的每一工序都严格控制。首先,为了保留玻璃原纱的初始强度,拉丝操作必须精心并立刻涂上特制的表面处理剂;共次,在纺织过程中必须避免擦伤、弯折、不适宜的加捻、湿气侵蚀、不均匀的张力以及其它不利因素。纱在芯模上的排列,树脂加入、混合和固化的方法,芯模的

设计和使用——所有这些工艺因素也都对制品性能有重要影响,因而必须严加控制。这样一来,势必增加产品成本,使缠绕工艺比较经济这一特点暗然失色。况且就算是上述工艺措施能够圆满

地实施,也仍然消除不了结构用各类玻璃纤维的另一个严重不足,即静态疲劳效应:材料在应力作用下破坏强度随时间延长而降低。到目前为止,防止玻璃纤维静态疲劳的方法,仅仅知道在

真空中施加应力一种。玻璃纤维所存在的上述种种问题,促使了金属增强材料的研究。另外,导弹壳体或防化学腐蚀导管0●等绝大部分纤维缠绕容器,都必须耐高温,这就要求使用交联度高的树脂。一般说来,这类树脂都是非常脆的。因此,用这类树脂制造复合材料时,即使采用能精确控制的固化制度,制品的抗机械疲劳和抗热疲劳能力也不显著。经过反复研究,已经能够生产模量和热变形温度要求高并具有较大延伸率的树脂,但是进展不大,还有待于作更多的改进。纤维缠绕层状材料的抗疲劳能力也应当提高。为了克服其中的某些不足,比较满意的材料系统应具备下列

特征:

1.能长期保持高刚度和高强度,在一般的温度下(-50~+150°F),连续纤维类的增强材料不产生静态疲劳。

2.增强材料在处理过程中不易损坏。

3.缠绕工艺不复杂,不要求昂贵的控制设备。

4.在一般温度下,树脂基体应具有比较高的延伸率和良好的耐化学腐蚀性能。


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