FRP制品
FRP 英文名:Fiber Reinforced Plastics
FRP—制造型企業(yè)流程資源控制系統(tǒng)
FRP(Flow Resource Planning)
Flow (流程) —— 制造型企業(yè)加工生產(chǎn)流程
Resource (資源) —— 物資、勞力、時(shí)間、需求
Planning (計(jì)劃) —— 反饋、控制、統(tǒng)計(jì)、核算
FRP系統(tǒng)通過信息化手段,使計(jì)劃、統(tǒng)計(jì)、倉(cāng)儲(chǔ)和很多基層管理崗位逐漸被計(jì)算機(jī)取代,打破了制造型企業(yè)生產(chǎn)模式中的
人海戰(zhàn)術(shù)。
FRP--(Fiber Reinforced Plastics )纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料,根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料(GFRP),碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料(CFRP),硼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料等;
纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由增強(qiáng)纖維和基體組成。纖維(或晶須)的直徑很小,一般在10μm以下,缺陷較少又較小,斷裂應(yīng)變約為千分之三十以內(nèi),是脆性材料,易損傷、斷裂和受到腐蝕?;w相對(duì)于纖維來(lái)說,強(qiáng)度、模量都要低很多,但可以經(jīng)受住大的應(yīng)變,往往具有粘彈性和彈塑性,是韌性材料。
根據(jù)纖維的長(zhǎng)短,F(xiàn)RP可分為短纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料和長(zhǎng)纖維(或稱連續(xù)纖維)增強(qiáng)復(fù)合材料塑料。
根據(jù)纖維性能可以分為高性能纖維復(fù)合材料和工程復(fù)合材料。
(1)輕質(zhì)高強(qiáng)
相對(duì)密度在1.5~2.0之間,只有碳鋼的1/4~1/5,可是拉伸強(qiáng)度卻接近,甚至超過碳素鋼,而比強(qiáng)度可以與高級(jí)合金鋼相比。因此,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制品應(yīng)用中,都具有卓越成效。某些環(huán)氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到400Mpa以上。部分材料的密度、強(qiáng)度和比強(qiáng)度見表1-1。
(2)耐腐蝕性能好
FRP是良好的耐腐材料,對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個(gè)方面,正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。
(3)電性能好
是優(yōu)良的絕緣材料,用來(lái)制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過性良好,已廣泛用于雷達(dá)天線罩。
(4)熱性能良好
FRP熱導(dǎo)率低,室溫下為1.25~1.67kJ/(m·h·K),只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時(shí)超高溫情況下,是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料,能保護(hù)宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。
(5)可設(shè)計(jì)性好
?、倏梢愿鶕?jù)需要,靈活地設(shè)計(jì)出各種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品,來(lái)滿足使用要求,可以使產(chǎn)品有很好的整體性。
②可以充分選擇材料來(lái)滿足產(chǎn)品的性能,如:可以設(shè)計(jì)出耐腐的,耐瞬時(shí)高溫的、產(chǎn)品某方向上有特別高強(qiáng)度的、介電性好的,等等。
(6)工藝性優(yōu)良
①可以根據(jù)產(chǎn)品的形狀、技術(shù)要求、用途及數(shù)量來(lái)靈活地選擇成型工藝。
?、诠に嚭?jiǎn)單,可以一次成型,經(jīng)濟(jì)效果突出,尤其對(duì)形狀復(fù)雜、不易成型的數(shù)量少的產(chǎn)品,更突出它的工藝優(yōu)越性。
二、不能要求一種FRP來(lái)滿足所有要求,F(xiàn)RP不是萬(wàn)能的,F(xiàn)RP也有以下一些不足之處。
(1) 彈性模量低
FRP的彈性模量比木材大兩倍,但僅是鋼(E=2.1×106)的十分之一,因此在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中常感到剛性不足,容易變形。
可以做成薄殼結(jié)構(gòu)、夾層結(jié)構(gòu),也可通過高模量纖維或者做加強(qiáng)筋等形式來(lái)彌補(bǔ)。
(2) 長(zhǎng)期耐溫性差
一般FRP不能在高溫下長(zhǎng)期使用,通用聚酯FRP在50℃以上強(qiáng)度就明顯下降,一般只在100℃以下使用;通用型環(huán)氧FRP在60℃以上,強(qiáng)度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂,使長(zhǎng)期工作溫度在200~300℃是可能的。
(3) 老化現(xiàn)象
老化現(xiàn)象是塑料的共同缺陷,F(xiàn)RP也不例外,在紫外線、風(fēng)沙雨雪、化學(xué)介質(zhì)、機(jī)械應(yīng)力等作用下容易導(dǎo)致性能下降。
(4) 層間剪切強(qiáng)度低
層間剪切強(qiáng)度是靠樹脂來(lái)承擔(dān)的,所以很低??梢酝ㄟ^選擇工藝、使用偶聯(lián)劑等方法來(lái)提高層間粘結(jié)力,最主要的是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),盡量避免使層間受剪。
編輯本段生產(chǎn)方法
三、FRP有哪些生產(chǎn)方法?
答:基本上分兩大類,即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點(diǎn)來(lái)分,有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊法、袋壓法、噴射法、濕糊低壓法和無(wú)模手糊法。
目前世界上使用最多的成型方法有以下四種。
?、偈趾ǎ褐饕褂脟?guó)家有
挪威、日本、英國(guó)、
丹麥等。
②噴射法:主要使用國(guó)家有瑞典、
美國(guó)、挪威等。
?、勰悍ǎ褐饕褂脟?guó)家有
德國(guó)等。
?、躌TM法:主要使用國(guó)家有歐美各國(guó)、日本。
我國(guó)有90%以上的FRP產(chǎn)品是手糊法生產(chǎn)的,其他有模壓法、纏繞法、層壓法等(見第十一章)。日本的手糊法仍占50%。從世界各國(guó)來(lái)看,手糊法仍占相當(dāng)比重,說明它仍有生命力。手糊法的特點(diǎn)是用濕態(tài)樹脂成型,設(shè)備簡(jiǎn)單,費(fèi)用少,一次能糊10m以上的整體產(chǎn)品。缺點(diǎn)是機(jī)械化程度低,生產(chǎn)周期長(zhǎng),質(zhì)量不穩(wěn)定。近年來(lái),我國(guó)從國(guó)外引進(jìn)了擠拉、噴涂、纏繞等工藝設(shè)備,隨著FRP工業(yè)的發(fā)展,新的工藝方法將會(huì)不斷出現(xiàn)。
frp學(xué)名
玻璃纖維增強(qiáng)塑料。它是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強(qiáng)材料,以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。復(fù)合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求,需要由兩種或兩種以上的材料復(fù)合在一起,組成另一種能滿足人們要求的材料,即復(fù)合材料。例如,單一種玻璃纖維,雖然強(qiáng)度很高,但纖維間是松散的,只能承受拉力,不能承受彎曲、剪切和壓應(yīng)力,還不易做成固定的幾何形狀,是松軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起,可以做成各種具有固定形狀的堅(jiān)硬制品,既能承受拉應(yīng)力,又可承受彎曲、壓縮和剪切應(yīng)力。這就組成了玻璃纖維增強(qiáng)的塑料基復(fù)合材料。由于其強(qiáng)度相當(dāng)于鋼材,又含有玻璃組分,也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能,象玻璃那樣,歷史上形成了這個(gè)通俗易懂的名稱“
玻璃鋼”,這個(gè)名詞是由原國(guó)家建筑材料工業(yè)部部長(zhǎng)
賴際發(fā)同志于1958 年提出的,由建材系統(tǒng)擴(kuò)至全國(guó),現(xiàn)在還普遍地采用著。由此可見,玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強(qiáng)材料、合成樹脂作粘結(jié)劑的增強(qiáng)塑料,國(guó)外稱玻璃纖維增強(qiáng)塑料。隨著我國(guó)玻璃鋼事業(yè)的發(fā)展,作為塑料基的增強(qiáng)材料,已由玻璃纖維擴(kuò)大到碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等,無(wú)疑地,這些新型纖維制成的增強(qiáng)塑料,是一些高性能的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,再用玻璃鋼這個(gè)俗稱就無(wú)法概括了。考慮到歷史的由來(lái)和發(fā)展,通常采用玻璃鋼復(fù)合材料,這樣一個(gè)名稱就較全面了。