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GFRP(玻璃纤维增​​强塑料):制造工艺、性能和应用

玻璃纤维增​​强塑料 (GFRP) 于1930 年代中期首次开发,用于高温电气应用。1967 年,在试图破坏迪士尼乐园的“未来之家”时发现了建筑优势。这座充满未来感的房子完全是用玻璃纤维建造的,当这个景点不再吸引游客时,它就会被摧毁。令人震惊的是,破坏球只是从结构上弹回,这导致发现了 GFRP 的机会。到1994年,建筑业使用了近30万吨复合材料。如今,GFRP 被用于电子、航空航天工业、汽车工业和许多其他领域,使其成为无处不在的材料。

GFRP的制造工艺

第 1 步 - 批处理

在生产 GFRP 的初始阶段,必须仔细称量准确数量的材料并彻底混合(配料)。超过一半的混合物是硅砂,它是任何玻璃的基本组成部分。 

第 2 步 - 熔化

从配料室,气动输送机将混合物送至高温(约 1400ºC)熔炉进行熔化。熔炉通常分为三个部分,带有有助于玻璃流动的通道。第一部分接收批次,在那里发生熔化并增加均匀性,确保没有气泡。高温确保沙子和其他成分溶解到熔融玻璃中。熔融玻璃随后流入精炼机,其温度降至 1370ºC。

第 3 步 - 纤维化

GFRP 的形成或纤维化涉及挤出和衰减的组合。在挤出过程中,熔融玻璃通过一个由耐腐蚀铂合金制成的衬套从前炉中流出,该衬套带有非常细的孔口。衬板采用电子方式加热,其温度受到精确控制,以保持恒定的玻璃粘度。当细丝以大约 1204ºC 离开套管时,水射流会冷却细丝。

衰减是将挤出的熔融玻璃流机械拉成称为细丝的纤维元件的过程。高速卷绕机捕获熔融流,因为它以 ca 的圆周速度旋转。每分钟 3 公里(比离开套管的熔融玻璃快得多),施加张力,将它们拉成细丝。

第 4 步 - 涂层

在最后阶段,应用化学涂层。这通常会增加 0.5 至 2.0% 的重量,并且可能包括润滑剂、粘合剂和/或偶联剂。润滑剂有助于保护长丝在它们碰撞并缠绕成成形包装时以及随后当长丝被织布工或其他加工商加工成织物或其他增强形式时  免于磨损和断裂。

第 5 步 - 干燥和包装

最后,拉伸的、上浆的长丝聚集在一起形成一束,形成由 51 到 1,624 根长丝组成的玻璃原丝。股线缠绕在鼓上,形成类似于线轴的成型包装。成型的包装,由于水冷和定型,仍然是湿的,然后在烘箱中干燥。之后,它们准备好被包装和运输或进一步加工成短切纤维、粗纱或纱线。

GFRP的特性

  • 机械强度: GFRP的比电阻大于钢。 
  • 重量轻:重量轻确保更快的安装、更少的结构框架和更低的运输成本。
  • 电气特性:即使在低厚度下也具有良好的电绝缘性。
  • 高抗性:耐盐水、化学品,不受酸雨影响。
  • 不燃性:作为一种矿物材料,GFRP 自然不燃。它不会传播或支持火焰,并且在受热时不会散发烟雾或毒性。
  • 导热性:低导热性使其在建筑行业非常有用。
  • 高耐用性: GFRP 不会腐烂,不受啮齿动物和昆虫的影响。30 年后,它不会显示层压板性能的损失。  

GFRP的应用

GFRP(玻璃纤维增​​强塑料):制造工艺、性能和应用

GFRP 可用于各种形状、样式和纹理的内部和外部固定装置用于新建筑或修复项目。GFRP 在广泛的市场中得到应用。 

  • 航空航天和国防
  • 汽车行业
  • 发电
  • 码头和码头
  • 喷泉和水族馆
  • 冷却塔
  • 制造业
  • 食品加工
  • 饮料行业
  • 金属和采矿
  • 电镀厂
  • 纸浆和造纸工业
  • 洗车

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