玻璃鋼材料國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外文獻綜述若是跟過去的諸如鋁和鋼等無機金屬材料進行比較，玻璃纖維通常情況下都具有比強度高、比剛度高、以及低密度等眾多優(yōu)點。因此，玻璃纖維增強復合材料在應用方面受到全球范圍的人們的較為廣泛的關注。無論是就耐腐蝕和低密度，還是就高強度而言，相關的玻璃纖維增強熱固性樹脂得益于眾多的優(yōu)點而引起很多科學家的研究[4]。作為工程塑料，以工藝特性較為優(yōu)良和機械性能尤其突出為基本特征的不飽和聚酯樹脂基復合材料，在熱固性樹脂里面得到了最廣泛運用的?，F(xiàn)如今為止，包括環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯、酚醛樹脂等的玻璃纖維增強熱固性樹脂樹脂已經(jīng)引起了世界范圍內(nèi)的廣大學者的研究。尤其是不飽和聚酯復合材料這種以玻璃纖維予以增強的。這些材料已經(jīng)率先取得了工業(yè)化生產(chǎn)。下表列出一些常見工程材料的性能比較。表1常見工程材料的性能比較材料塑料玻璃鋼鋁合金鋼比強度（MPa）80-10580-21080-23045-95拉伸強度(Mpa)20-80100-410190-610300-710密度（g/m3）1.0-1.31.6-2.02.77.8不管是測試的具體條件、加工的條件以及具體的加工方法，還是玻璃纖維和基體之間的界面，抑或是玻璃纖維的用量，都跟基體一樣，都對玻璃纖維增強不飽和聚酯這樣一種材料的力學性能產(chǎn)生一定影響[5]。就不飽和聚酯樹脂而言，其固化過程實際上為自由基聚合反應。盡管其固化在加熱的情況下是能夠實施的，不過，這方面固化存在反應的誘導時間過長問題，并且反應只要開始了，其反應速率快，放熱量大，會導致粘度急劇增大，不容易控制反應。所以，引發(fā)劑是不飽和聚酯樹脂的固化情況下通常都是伴隨同時加熱，還借助于促進劑和引發(fā)劑的加入通過室溫固化這種方法[6]。1.1以玻璃纖維作為增強材料研究在將玻璃纖維氈和不飽和聚酯分別作為增強的材料和基體的情況下，張林等研究人員做到了將固化劑和促進劑的加入為重要的前提，借助于常溫的固化制得。在對這樣的板材實施了諸如沖擊強度和拉伸強度等方面性能的測試的基礎上，在各不相同的配比之下，研究者還對成分以及材料力學方面性能影響的研究。相關的研究結果顯示：就短切玻璃纖維氈而言，材料拉伸和沖擊性能在其跟不飽和聚酯的質(zhì)量比為1：3的情況下為最佳[7]。聚焦于偶聯(lián)劑的改性，張一帆等研究人員所組成的科研團隊實施了其所研究的短切玻纖方面改性效果的研究。圍繞著短切玻纖/低密度不飽和聚酯樹脂樣品，在將下述的三個變量作為重要的因素的情況下，研究者們進行了其力學方面的性能和最佳的制備條件的驗證：一是成型的具體溫度；二是發(fā)泡劑的摻量；三是短切玻纖的加入量。這方面的研究結果顯示的為：在比壓縮強度和壓縮強度方面，樣品分別為跟玻璃纖維長度的變化呈負相關，以及沒有添加短切玻纖的低密度不飽和聚酯樹脂更優(yōu)異[8]。圍繞著以短切玻璃纖維增強改性為基本特征的不飽和聚酯樹脂，在將其作為芯板的情況下，趙利亞等以玻璃纖維布為面層，制備玻纖增強不飽和聚酯樹脂夾層板。對于夾層板復合材料來說，借助于對芯層短切玻璃纖維方面具體含量的改變，實施的一系列研究所得到的結果：復合板的力學性能，在短切玻璃纖維含量不足一半的情況下，會隨纖維含量的增加而逐漸增強；而復合板力學性能在這方面的含量恰恰為一半的情況下會達到最優(yōu)[5]。上官倩芡等在研究了纖維類型對復合材料模壓工藝以及力學性能的影響的基礎上，做了跟不飽和聚酯基復合材料方面的一系列的對比。就以連續(xù)纖維跟短切纖維混合為基本特征的增強復合材料而言，結果表明：無論是在彎曲的性能方面，還是在拉伸的性能方面，材料的性能都是略有下降的。不過，不管是壓縮的性能，還是模壓工藝的性能，都是有所提升的，以散亂分布和相互交叉為局部特征的纖維的在分布方面還是較為均勻的[9]。1.2基體樹脂的選擇研究諸如羥基和羰基以及羧基等極性基團在一般纖維的表面都是含有的?；w應具有與之能夠反應或相適應的基團。這樣，無論是范德華作用的發(fā)生，還是化學鍵的作用，在其結合情況下都有可能的。所以一個完整的界面能在纖維和基體之間構成[6]。除了多元醇和飽和二元羧酸以外，縮聚而成的線型高聚物，也就是不飽和聚酯樹脂，還有不飽和二元羧酸。在不飽和聚酯縮聚反應結束的情況下，會因為彈體交聯(lián)的共聚而具備立體網(wǎng)狀結構，基本特征的聚合物得以形成。由乙烯基單體和線性不飽和聚酯組成的兩種物質(zhì)的聚合物溶液通常情況下稱作不飽和聚酯樹脂不飽和聚酯樹脂的優(yōu)點有：（1）成型工藝簡單，能夠做到常溫和常壓之下就可以固化成型。（2）機械性能特別好。（3）光透明性良好，耐光老化。（4）其表面的粗糙度，在耐酸堿腐蝕而堅韌情況下不高。（5）盡管價格低廉，這種材料的用途特別廣泛。同時，不飽和聚酯也有一些缺點：一方面，無論是毒性，還是氣味，在成型的情況下都比較大。對于身體的健康來說，在長期接觸的情況下，會因為吸入體內(nèi)而非常不利；對于應用方面，保質(zhì)期和耐熱性，在固化體積收縮率大的情況下較差[10]。下面的表2所列示的即為幾種常見的熱固性樹脂一系列數(shù)據(jù)的比較[11-12]：表2常見幾種熱固性樹脂的比較性能不飽和聚酯環(huán)氧樹脂有機硅樹脂密度（g/cm3）1.1-1.461.11-1.221.65-1.8924h吸水率（%）0.16-0.450.11-0.140.05以下熱變形溫度（℃）65-100125——線膨脹系數(shù)10-6（℃）80-10060306洛氏硬度（M）1149045收縮率（%）4-61-24-7粘連力一般優(yōu)異較差1.3玻璃鋼復合材料配方中固化劑及促進劑的研究無論是促進劑，還是固化劑的加入，常溫下，在不飽和聚酯樹脂中加入都會起到使得樹脂交聯(lián)固化。如此一來，以三維交聯(lián)狀態(tài)為基本特征的下不溶的體型結構就會形成了。其結果是，除了制品的機械強度和表面的粘結性較大之外，固化方面不完全甚至會造成制品損壞而報廢等問題就會在產(chǎn)品質(zhì)量方面出現(xiàn)[13]。為了對促進劑和固化劑在配比和加入量兩個方面變化情況下所產(chǎn)生的材料的力學性能方面影響進行探索，將異辛酸鈷和過氧化甲乙酮以及玻璃纖維氈分別作為促進劑和固化劑以及增強材料的情況下，周莉等以不飽和聚酯為基體，常溫固化得到玻璃鋼復合材料。他們的研究顯示：上述兩種添加劑通過加入量的變化，能夠對樣品的兩個方面性能產(chǎn)生比較顯著的影響：一是沖擊；二是拉伸[14]。為了對不飽和聚酯樹脂實施固化反應過程的探索，王慶等將固化方面動力學和工藝相關參數(shù)借助于DSC曲線予以解釋。其研究的結果顯示：對于固化方面的特性來說，引發(fā)劑所產(chǎn)生的影響是較大的。其加入量最適宜宜為不飽和聚酯樹脂的1％-2％[15]。1.4玻璃鋼成型工藝及填料的研究裂紋的產(chǎn)生，在將無機填料加入到樹脂基體的情況下就可能降低。在較高溫度下，樹脂的流動性因為填料的加入而減少。不過，復合材料方面某些的機械性能下降會因為填料的加入而降低。圍繞著復合材料的配方，李爽娜實施了一系列的設計與實驗的研究。就以碳酸鈣填充為基本特征的復合材料體系而言，研究的結果表明，復合材料的彎曲強度在碳酸鈣用量是50份情況下，為171.74MPa。而復合材料的沖擊強度和彎曲強度，就以二氧化硅作為填料為基本的前提，在二氧化硅用量是50份的情況下分別是38.24kJ/m2和141.20MPa[10]。在以真空灌注成型加以利用的前提條件之下，陳顯明所生產(chǎn)出來的復合材料制品。就真空輔助樹脂傳遞模塑而言，既做到了成本低廉又做到了高性能的LCM技術。對于制品之中諸如孔隙等缺陷起到了減少作用的上述工藝技術之中的真空負壓，將驅動力直接地提供給了樹脂的充填流動。最優(yōu)的工藝參數(shù)是借助于多次實驗而得出來的。以此為基礎，為了做到對工程相關要求的完全滿足，無論是鋪層，還是編排的方式，都做到了在設計方面將性能方面具體的要求作為重要的依據(jù)[16]。YounèsMenail等利用真空成型的方法實現(xiàn)了用SR1500環(huán)氧樹脂與SD2505復合材料的玻璃纖維板材制備[17]。參考文獻[1]葉林忠.廢玻璃鋼粉填充丁腈橡膠的性能研究[J].再生資源與循環(huán)經(jīng)濟,2009.2(11):39-41.[2]FilipP,WeissZ,RafajaD.Onfrictionlayerformationinpolymermatrixcompositematerialsforbrakeapplications[J].Wear,2002,252(3):189-198.[3]PickeringSJ.Recyclingtechnologiesforthermosetcompositematerials—currentstatus[J].CompositesPartA,2005,37(8):1206-1215[4]CunliffeAM,WilliamsPT.Characterisationofproductsfromtherecyclingofglassfibrereinforcedpolyesterwastebypyrolysis[J].Fuel,2003,82(18):2223-2230.[5]趙利亞,陳修敏,李又兵,劉小祥,徐吉婷.玻璃纖維增強不飽和聚酯夾層板復合材料性能研究[J].化工新型材料,2018,46(09):80-83.[6]董衛(wèi)衛(wèi).玻璃纖維/不飽和聚酯樹脂層合板的抗沖擊性能研究[D].天津工業(yè)大學,2007.[7]張林,周莉,張建中.短切玻璃纖維氈增強不飽和聚酯樹脂復合材料的性能研究[J].當代化工,2010,39(06):622-624.[8]張一帆，王曉鈞,盛浩強,黃佳倩.短切玻纖/低密度不飽和聚酯樹脂材料的力學性能[J].熱固性樹脂,2017,32(01):44-49.[9]上官倩芡,蔡泖華.玻璃纖維增強不飽和聚酯基復合材料的力學性能[J].機械工程材料,2012,36(04):71-72.[10]李爽娜.玻璃纖維/不飽和聚酯樹脂復合材料配方與性能的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學,2012.[11]肖紅波,王鈞,楊小利,蔡浩鵬.樹脂的粘度及表面張力對浸潤速率影響研究[J].武漢理工大學學報,2006(07):15-17.[12]魯蕾,付敏,郭寶星.玻璃纖維增強塑料的基體/玻纖界面粘接及其老化機理研究[J].絕緣材料,2003(02):37-40.[13]于同福,畢鴻琴,唐世珩,呂鵬,張顏萍,唐家鐸.不飽和聚酯樹脂的常溫固化[J].熱固性樹脂,2006(03):50-53.[14]周莉,張建中,張林.玻璃纖維氈增強不飽和聚酯樹脂復合材料中促進劑及固化劑加入量的探討[J].礦冶,2011,20(02):49-51.[15]王慶,王庭慰,魏無際.不飽和聚酯樹脂固化特性的研究[J].化學反應工程與工藝,2005(06):492-496.[16]陳顯明.VARTM工藝玻璃纖維增強不飽和聚酯復合材料的制備與性能研究[D].南昌大學,2014.[17]方園,趙華偉,張冰潔,張強先.納米TiO2改性環(huán)氧涂層對玻璃纖維/不飽和聚酯復合材料紫外-凝露老化特性的影響[J].復合材料學報,2021,38(05):1407-1415.[18]郝名揚,潘復生,劉奇,曾慶文,湯愛濤,羅成云,姚遠,韓利雄.界面強度對玻璃纖維增強不飽和聚酯復合材料靜態(tài)和動態(tài)力學性能影響[J].玻璃纖維,2019(03):14-20.[19]于海寧,高長星,王艷華.高性能纖維環(huán)氧樹脂基復合材料力學性能分析研究[J].高科技纖維與應用,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