玻璃钢（fiber reinforced polymer，FRP），是一种由树脂和玻璃纤维等增强材料组成的复合材料，因其独特的性能在化工、制造、建筑、交通等领域得到广泛应用。
一、理化性能
1、物理性质
密度：玻璃钢的密度较低，一般在1.8～2.1g/cm³之间，约为普通钢材的1/6～1/4，这一优势使得玻璃钢制品在轻量化设计方面具有显著优势，能够减轻结构重量，降低负载，节约成本。
强度：尽管玻璃钢密度较低，但其具有较高的比强度，即单位质量的强度较高。这使得玻璃钢在某些对强度要求较高的应用中能够替代传统金属材料，比如环氧和不饱和聚酯玻璃钢，其拉伸和弯曲强度均能达到400MPa以上。
弹性模量：玻璃钢的弹性模量低，比钢材小约10倍，在产品结构中常感到刚性不足，容易变形。可通过薄壳结构、夹层结构、加强筋及高模量纤维等形式来弥补。
硬度：玻璃钢的硬度较高，具有较好的耐磨性和抗划伤性能。这使得玻璃钢制品在使用过程中能够保持较好的外观和性能。
热性能：玻璃钢具有较好的耐热性和耐低温性能，能够在一定范围内适应温度的变化，一般的玻璃钢不能在高温下（＞100℃）长期使用，通过选择特殊的耐高温树脂，可以使其在约200℃的温度下长期使用。然而，与金属材料相比，玻璃钢的导热性能较差，需要注意在高温环境下的热膨胀和热稳定性问题。
2、化学性质
耐腐蚀性：玻璃钢具有良好的耐腐蚀性，玻璃钢与普通金属的电化学腐蚀机理不同，它不导电，即在电解质溶液里不会有离子逸出，因此对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐等介质有良好的化学稳定性，能够抵抗多种酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。这一性质使得玻璃钢在化工、环保等领域具有广泛的应用前景。
耐水性：玻璃钢在长期浸泡于水中时，能够保持较好的性能稳定，不易发生吸水、膨胀等现象。这使得玻璃钢成为制造船舶、水处理设备等产品的理想材料。
3、电学性质
玻璃钢具有良好的绝缘性能，能够抵抗电流通过。这一性质使得玻璃钢在电气、电子等领域具有广泛的应用，如制造绝缘子、电器外壳等。
4、加工性能
玻璃钢具有较好的加工性能，能够通过手糊、模压、缠绕等多种工艺方法进行成型加工。此外，玻璃钢制品在加工过程中具有较好的可塑性和可修复性，能够满足复杂形状和结构设计的需求。
综上所述，玻璃钢以其独特的物理、化学、电学和加工性能，在各个领域展现出广泛的应用前景。
二、组成及分类
1、玻璃钢的组成
玻璃钢主要由树脂和玻璃纤维等增强材料组成，其中树脂作为基体，玻璃纤维等作为增强相。树脂可以是热固性树脂或热塑性树脂，如聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。增强材料则主要包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等。这些增强材料通过树脂的粘结作用，形成一个整体，从而赋予玻璃钢优良的力学性能、耐腐蚀性能和绝缘性能等。
2、玻璃钢的分类
玻璃钢可根据其树脂类型、增强材料种类和制造工艺等多种因素进行分类。以下是几种常见的玻璃钢分类方法：
按树脂类型分类
（1）聚酯玻璃钢：以聚酯树脂为基体，具有成本较低、工艺简便等优点，广泛应用于建筑、环保、化工等领域。
（2）环氧玻璃钢：以环氧树脂为基体，具有较高的力学性能和耐腐蚀性能，适用于高性能要求的领域，如航空航天、汽车等。
（3）酚醛玻璃钢：以酚醛树脂为基体，具有优良的耐高温性能和阻燃性能，常用于高温、防火等特殊环境。
按增强材料种类分类
（1）玻璃纤维增强玻璃钢：以玻璃纤维为主要增强材料，具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和绝缘性能。
（2）碳纤维增强玻璃钢：以碳纤维为主要增强材料，具有较高的强度和刚度，适用于对性能要求极高的领域。
（3）芳纶纤维增强玻璃钢：以芳纶纤维为主要增强材料，具有优异的耐高温性能和抗冲击性能，常用于高温、高压、高速等特殊工况。
按制造工艺分类
（1）手糊玻璃钢：采用手工操作，将树脂和玻璃纤维等增强材料逐层铺设在模具上，经过固化成型。这种方法工艺简单，成本低，但制品性能和质量受人为因素影响较大。
（2）模压玻璃钢：将树脂和增强材料预先制成预浸料，然后放入模具中，在高温高压下成型。这种方法生产效率高，制品性能稳定，适用于批量生产。
（3）缠绕玻璃钢：通过缠绕机将树脂浸渍的玻璃纤维等增强材料连续缠绕在芯模上，形成制品。这种方法适用于制造管状、轴对称等形状的产品，如管道、储罐等。
（4）拉挤玻璃钢：将树脂和增强材料通过拉挤机连续拉挤成型，形成具有特定截面形状的制品。这种方法生产效率高，制品性能稳定，适用于制造型材、棒材等产品。
玻璃钢作为一种性能优异的复合材料，在各个领域都有广泛的应用前景。了解玻璃钢的组成及分类有助于我们更好地选择和使用这一材料，为工业发展和安全环保做出贡献。
青岛西子环保研究院有限公司
二零二四年 三月
