引言
玻璃钢是我国的一种习惯用语,其确切的名称是玻璃纤维增强塑料。它是由玻璃纤维毡、玻璃纤维物与合成树脂(如聚酯树脂、环氧树脂等)复合而成的新型材料,因此称复合材料。
近年来,随着化工产品性能的进一步提高和制作工艺的不断完善,非金属材料在汽车车身上的应用越来越广泛,塑料、橡胶等新型材料,正在越来越多地走进汽车家族。就汽车零部件的使用而言,目前汽车车身应用较广泛的非金属材料有玻璃钢板件,人们熟悉的“中华子弹头”车的壳体就是用玻璃钢做成的,美国的雪佛兰子弹头车身壳体也采用了玻璃钢材料。国外从80年代开始大量使用玻璃钢材料制作车身,如欧洲Fiar轿车以玻璃钢的片状模塑料制作外翼板、后盖及前后门,并用聚碳酸酯及改性聚苯醚制造前后保险杠、内翼板之类的车身部件。英国的四座轿车,甚至采用了全玻璃钢车身(不饱和聚酯玻璃钢)。我国车身局部玻璃钢化已较普及,如保险杠、发动机罩及弯度较大形状复杂的车身部件等。随着原材料的不断开发利用,玻璃钢材料在汽车上的应用日益增多。
玻璃钢的功能、种类和成分
玻璃钢具有玻璃般的透明性或半透明性,具有钢铁般的高强度。
玻璃钢的基体树脂种类很多,常用的热塑性树脂有:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、热塑性聚酯、聚苯醚、ABS树脂等。常用的热固性树脂有:不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、氨基树脂等。
目前使用的玻璃钢材料大多是不饱和聚酯树脂和添加剂、以及玻璃纤维。不饱和聚酯树脂一般是不饱和二元酸和二元醇的聚合产物,如乙二醇、环己醇、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐等。不饱和聚酯树脂必须加交联剂、引发剂及促进剂后才能固化,此外还常加一些其它附加成分,如触变剂、阻燃剂、填料和颜料等。常用的玻璃纤维是将熔融的玻璃在柑锅中以极快速度,从柑锅底部漏板的漏孔中拉成很细的连续纤维并集束成原纱,再加捻、退解、拼股成玻璃纤维线。玻璃纤维具有抗拉强度高、收缩率、热稳定性能好等优点。
国内生产的玻璃纤维有无碱纤维和中碱纤维两种。中碱纤维中含较多的碱金属氧化物,绝缘性能和力学强度稍差,但耐酸性能较好,价格便宜。一般在制造强度要求高、绝缘性能好的玻璃钢时多用无碱纤维。但制造汽车车身构件时一般用中碱纤维,其结构强度能够满足要求,而价格低廉,且防酸性能好。
玻璃钢的性能特点
玻璃钢是一种强度很高的结构材料。具有以下优点