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樹脂和玻璃纖維在FRP中的作用是什么

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   樹脂好比鋼筋混泥土中的水泥,也好比人體中的肌肉。纖維好比鋼筋混泥土的鋼筋,也好比人體中的骨骼。樹脂是基體,纖維是骨架。在FRP中各自起著獨(dú)立作用,但又不是孤立的,而是由于剪切變形造成的。

FRP的強(qiáng)度來(lái)于玻纖,不論是強(qiáng)度還是彈性模量 ,樹脂比玻纖差得多,但是,FRP的彎曲、層間剪切及平行壓縮度,在很大程度上又決定于樹脂,對(duì)于拉伸強(qiáng)度,雖然取決于玻纖,但仍然不能忽視樹脂的作用。至于樹脂的作用,大致有三個(gè)方面:

1.粘結(jié)作用: 樹脂不同,粘結(jié)力也不同,如環(huán)氧樹脂有多種極性基團(tuán),特別是環(huán)氧基與玻璃可能一化學(xué)鍵連接,這是環(huán)氧的優(yōu)勢(shì);聚酯樹脂浸潤(rùn)性好的優(yōu)勢(shì),而且交聯(lián)點(diǎn)多;而酚醛樹脂卻以交聯(lián)密度大的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)自身的不足。在FRP中,不希望纖維互相接觸,最好呈分散狀才能起骨架作用。纖維和樹脂的粘結(jié)作用在單向FRP中,當(dāng)受力方向與纖維方向垂直時(shí),強(qiáng)度與纖維含量關(guān)系不大,而與樹脂本身以及樹脂與纖維粘結(jié)有關(guān)。

2.傳遞載荷與均衡載荷的作用:  玻纖有很高的抗拉承載能力,但一束纖維不能成為構(gòu)件,只有做成FRP后才能當(dāng)構(gòu)件使用。樹脂把載荷傳遞給纖維,于是上層纖維受壓,下層纖維受拉,中間部分受剪。而這剪應(yīng)力要由樹脂來(lái)承受。當(dāng)然FRP的層間剪切強(qiáng)度是低的,約為拉伸強(qiáng)度的1/10,樹脂不僅傳遞載荷還起著均衡載荷的作用,如有少數(shù)未起承載作用的纖維存在時(shí),樹脂將最大限度地把載荷傳遞給它,均衡地分布到凡能承載的纖維身上。但是由于纖維在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)造成種種缺陷,因此,實(shí)際上纖維從未達(dá)到其理論強(qiáng)度。

3.樹脂本身特性的作用: 樹脂品種不同,作用也不同,這就要求有選擇性地使用,如環(huán)氧的強(qiáng)度比聚酯和酚醛高。同樣是聚酯,性能也不同,有剛性的,有柔性的195號(hào)透光、DAP透電磁波、197號(hào)耐腐等。在玻纖當(dāng)中,無(wú)堿比中堿強(qiáng)度高、耐熱。高強(qiáng)纖維又比無(wú)堿纖維強(qiáng)度高等。  


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