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你是做什么的？復(fù)合材料。

哦，復(fù)合材料是什么？

玻璃鋼又是什么？

玻璃纖維、碳纖維、樹脂……這些又都是什么？

……

你是否會(huì)經(jīng)常遇到這樣的好奇寶寶，又或者你也有一樣的困惑。今天就給大家來(lái)一堂科普課，讓大家不但知道還能說(shuō)出來(lái)關(guān)于復(fù)合材料的眾多專業(yè)術(shù)語(yǔ)。

能用一句話解決的事，我們絕不二話。

復(fù)合材料

說(shuō)到復(fù)合材料，做復(fù)材的人都知道，但真的要大家用一句話概括出來(lái)卻不一定能說(shuō)全面。所謂復(fù)合材料，是指由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀（微觀）上組成具有新性能的材料。

雖然只是一句話，但信息量還是蠻大的。簡(jiǎn)單點(diǎn)理解就是各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。最簡(jiǎn)單的例子，混凝土也是一種復(fù)合材料。

玻璃鋼

玻璃和鋼，好像兩者在強(qiáng)度上完全不是一個(gè)等級(jí)的物體，怎么會(huì)關(guān)聯(lián)在一起。玻璃鋼正名玻璃纖維增強(qiáng)塑料，俗稱FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纖維增強(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。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。這種復(fù)合材料的力學(xué)性能可和鋼材媲美，因此叫玻璃鋼，其實(shí)這是我們國(guó)內(nèi)一種通俗的叫法，屬于中國(guó)特色。玻璃纖維增強(qiáng)塑料，成品多種多樣，玻璃鋼制品，玻璃鋼產(chǎn)品，玻璃鋼蓋板，玻璃鋼外殼罩，玻璃鋼座凳，玻璃鋼造型，玻璃鋼定制等等。

玻璃纖維

玻璃纖維（fiberglass或Glass fiber）是一種無(wú)機(jī)非金屬材料，由礦石（主要成分為二氧化硅）或玻璃球，經(jīng)高溫熔融，拉制成直徑為幾微米到二十幾個(gè)微米的單絲，再絡(luò)成原絲。原絲又可加工成各種玻璃纖維制品，包括常見的短切氈、方格布、軸向布、復(fù)合氈等。

碳纖維

碳纖維（carbon fiber）是指含碳量高于90%的無(wú)機(jī)高分子纖維，其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。目前的生產(chǎn)工藝主要是把有機(jī)纖維經(jīng)纖維紡絲、預(yù)氧化、碳化、石墨化4個(gè)過(guò)程而制成，按纖維基材分聚丙烯腈（PAN）基碳纖維、瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維、酚醛基碳纖維、氣相生長(zhǎng)碳纖維等。

工業(yè)化生產(chǎn)碳纖維按原料路線可分為聚丙烯腈（PAN）基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維三大類，但主要生產(chǎn)前兩種碳纖維。而PAN基碳纖維因其生產(chǎn)工藝較其他方法簡(jiǎn)單，產(chǎn)量約占全球碳纖維總產(chǎn)量的90%以上。

碳纖維以其優(yōu)異的力學(xué)性能被廣泛應(yīng)用于國(guó)防軍工、航空航天、汽車、電子、運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域，后續(xù)在復(fù)合材料中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越受到關(guān)注。

樹脂

樹脂本義上為一種高分子聚合物，其定義是：相對(duì)分子量不確定但通常較高，常溫下呈固態(tài)、中固態(tài)、假固態(tài)，有時(shí)也可以是液態(tài)的有機(jī)物質(zhì)。具有軟化或熔融溫度范圍，在外力作用下有流動(dòng)傾向，破裂時(shí)常呈貝殼狀。廣義上是指用作塑料基材的聚合物或預(yù)聚物。一般不溶于水，能溶于有機(jī)溶劑。按來(lái)源可分為天然樹脂和合成樹脂；按其加工行為不同的特點(diǎn)又有熱塑性樹脂和熱固性樹脂之分。

從定義中可以看出樹脂是一種混合物，用于制造玻璃鋼的為熱固性樹脂，其特點(diǎn)是在加熱、加壓下或在固化劑、紫外光作用下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化成為不溶不熔的物質(zhì)。常見的熱固性樹脂有：不飽和樹脂（UP）、乙烯基樹脂（VE）、環(huán)氧樹脂（EP）、聚氨酯樹脂（PU）、酚醛樹脂（PF）、呋喃樹脂等。

熱塑性樹脂的特點(diǎn)是具有受熱軟化、冷卻硬化的性能，而且不起化學(xué)反應(yīng)，無(wú)論加熱和冷卻重復(fù)進(jìn)行多少次，均能保持這種性能。凡具有熱塑性樹脂其分子結(jié)構(gòu)都屬線型。常見的熱塑性樹脂有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET、PBT）、聚酰胺（PA）、聚甲醛（POM）、聚苯乙烯（PS）等等。

膠衣

膠衣英文名稱gel coat，它是在樹脂中加入顏料和觸變劑等分散而成的玻璃鋼（FRP）及臺(tái)面面漆用來(lái)開發(fā)的著色觸變性產(chǎn)品。

所謂觸變性指物體（如樹脂、涂料）受到剪切時(shí)，稠度變小，停止剪切時(shí)，稠度又增加。或受到剪切時(shí)，稠度變大，停止剪切時(shí)，稠度又變小的性質(zhì)。即一觸即變的性質(zhì)。

膠衣本質(zhì)上也屬于一種特殊的樹脂，其主要作用是對(duì)玻璃鋼制品的表面裝飾和對(duì)結(jié)構(gòu)層的保護(hù)。

按樹脂基體不同分不飽和聚酯類、乙烯基類、環(huán)氧類膠衣。

預(yù)浸料

預(yù)浸料是用樹脂基體在嚴(yán)格控制的條件下浸漬連續(xù)纖維或織物，制成樹脂基體與增強(qiáng)體的組合物，是制造復(fù)合材料的中間材料。

之所以叫預(yù)浸料是因?yàn)檫@只是樹脂與纖維的初步含浸，在產(chǎn)品成型時(shí)才是最終含浸的緣故。預(yù)浸料使用方便，成型過(guò)程清潔，孔隙率低及含膠量可控，使其近年來(lái)的應(yīng)用大幅上升。

按樹脂基體不同，又分為熱固性樹脂預(yù)浸料和熱塑性樹脂預(yù)浸料。

固化劑與促進(jìn)劑

固化劑又名硬化劑、熟化劑或變定劑，是一類增進(jìn)或控制固化反應(yīng)的物質(zhì)或混合物。樹脂固化是經(jīng)過(guò)縮合、閉環(huán)、加成或催化等化學(xué)反應(yīng)，使熱固性樹脂發(fā)生不可逆的變化過(guò)程，固化是通過(guò)添加固化（交聯(lián)）劑來(lái)完成的。

促進(jìn)劑：與催化劑或固定劑并用時(shí)，可以提高反應(yīng)速率的一種用量較少的物質(zhì)。

說(shuō)到固化劑與促進(jìn)劑，必須著重強(qiáng)調(diào)一下安全問(wèn)題。固化劑具有很強(qiáng)的腐蝕性，因此要做好防護(hù)措施，不能直接接觸到人體。另外，與樹脂或膠衣專用的促進(jìn)劑混合會(huì)發(fā)生起火，甚至爆炸。因此為了避免發(fā)生事故，兩者一定要分開儲(chǔ)存。往樹脂或膠衣中添加時(shí)一定要先加促進(jìn)劑，攪拌均勻后，再添加固化劑。（這一點(diǎn)需要切記，關(guān)乎到人身安全）

脫模劑

脫模劑是用在兩個(gè)彼此易于粘著的物體表面的一個(gè)界面涂層，它可使物體表面易于脫離、光滑及潔凈。簡(jiǎn)單點(diǎn)理解就是能讓產(chǎn)品從模具上順利分離的一種物質(zhì)，常見的脫模劑種類有無(wú)機(jī)物、有機(jī)物以及高聚物三類。

在玻璃鋼生產(chǎn)中常用的脫模劑有固態(tài)蠟、半永久脫模水等。

夾芯材料

用于復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的夾芯材料主要有：硬質(zhì)泡沫、蜂窩和輕木三類。其主要作用是提高產(chǎn)品剛性，減輕重量。一般做成三明治夾芯結(jié)構(gòu)。

硬質(zhì)泡沫主要有聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、聚醚酰亞胺（PEI）和丙烯腈一苯乙烯（SAN或AS）、聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）、發(fā)泡聚酯（PET）等。

蜂窩夾芯材料有玻璃布蜂窩、NOMEX蜂窩、棉布蜂窩、鋁蜂窩等。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高，剛性好，但蜂窩為開孔結(jié)構(gòu)，與上下面板的粘接面積小，粘接效果一般沒有泡沫好。

輕木（balsa）夾芯材料是一種天然產(chǎn)品，市場(chǎng)常見的輕木夾芯主要產(chǎn)自南美洲的種植園，由于氣候原因，輕木在當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)速度特別快，所以比普通木材輕很多，且其纖維具有良好的強(qiáng)度和韌性，特別適合用于復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)。

熱壓罐

熱壓罐(HotAirAutoelave或簡(jiǎn)寫Atitoelave)是一種針對(duì)聚合物基復(fù)合材料成型工藝特點(diǎn)的工藝設(shè)備。能同時(shí)提供的均勻溫度和均布?jí)毫κ咕酆衔锘鶑?fù)合材料固化，比傳統(tǒng)的固化爐做出來(lái)的產(chǎn)品更密實(shí)，孔隙率更低。

真空輔材

所謂真空輔材是指真空工藝中用到的一些輔材，主要包括有：真空袋膜、隔離膜、脫模布、透氣氈、導(dǎo)流網(wǎng)、密封膠帶、壓敏膠帶、其它（纏繞管、樹脂管、注膠座、快速接頭等）。