聚合物复合材料(玻璃钢)的性能
聚合物复合材料(玻璃钢)的性能,在通常情况下(亦称常规性能)可分基本力学性能和理化性能,基本力学性能主要有拉伸,弯曲,压缩,剪切,冲击,扭转等。理化性能主要有巴氏硬度,密度,固化度,树脂含量,吸水性,热变形温度,导热膨胀,电阻,耐电压,介电常数,介质损耗因数,氧指数等。
一,基本力学性能
复合材料是轻质高强度的新型材料,复合材料力学性能主要决定于材料性能,状态(纤维,织物)方向,也决定于聚合物性能及成型工艺。
(一)拉伸性能
拉伸性能包括拉伸强度,弹性模量,泊松比,断裂伸长率等,对于需要高强度拉伸性能产品标准数值,必须测出复合材料,拉伸性能才能进行产品设计。
对于不同的复合材料,拉伸性能试验方法是不同的。对于通常复合材料,按标准GB/T1447进行测试,对于缠绕成型,按标准GB/T1458进行测试,对于单向纤维增强的按标准GB/T3354进行测试,对于拉挤成型的,型材按标准GB/T13096.1进行测试。
用破坏载荷除以试样横载面积则为拉伸强度,测出的应力---应变曲线段的余率为弹性模量,即应力与相应的应变之比为弹性模量,试横向应变与纵向应变之比为泊松比,破坏时应变为断裂伸长率。
单位面积上的力,称为应力,通常用MPa表示。1MPa等于1N/mm²的应力,应变是单位长度的拉伸量。
(二)弯曲性能
一般产品普通存在弯曲载荷,弯曲性能上很重要的,往往用弯曲性能作为原材料的成型工艺参数,产品使用条件因素的选择。弯曲性能,通常按标准GB/T1449进行测试,对于拉挤型材按标准GB/T13096.2进行测试
对于单向纤维增强的。按标准GB/T3356进行测试。因弯曲样条承受弯曲时,其压力状态是很复杂的,破坏形式也是多种的,对于原材料,性能及成型工艺很敏感,为了达到材料弯曲破坏,国标对试样跨高比有一定的要求,即1/h≥16,对于单向纤维增强的材料1/h≥32(1为支距,h为试样厚度)。
(三),压缩性能
增强纤维或织物,只能承受拉伸力,而不能承受压缩力,当复合材料承受压缩载荷时,是靠聚合物的性能,成型工艺及聚合物与增强材料两者的界面等关系很密切。压缩性能按标准GB/T1448进行测试,样品加工时,要求两端面相互平行,当样品厚度小于10mm时,按标准GB/T5258进行。
(四),剪切性能
于由于聚合物复合 材料的层状结构特点,产品在使用,在不同受力条件下,不同部位存在三种剪切性能,即:面内剪切,层间剪切和断纹剪切。
面内剪切按标准GB/T3355进行测试,层面剪切通常按标准GB/T1450.1进行测试,单向增强材料按标准JC/T-772进行测试。对于拉挤材料按标准GB/T13096.3和标准GB/T13096.4进行测试。断纹剪切按标准GB/T1450.2进行测试。
(五),冲击性能
当产品受到运动载荷时,需要材料的冲击性能指标,冲击性能,也能说明材料韧性性能,是选材料的性能指标之一。冲击韧性,按标准GB/T1451进行测试。
二,基本理化性能
(一) 密度
聚合物复合材料强度高,密度小,按标准GB/T1463进行测试。
(二) 巴氏硬度
聚合物复合材料的硬度不同于金属,是用巴柯尔(巴氏)硬度测试,按标准GB/T3854进行测试。
(三) 固化度
固化度亦称树脂不可溶分含量,是指树脂的固化程度,按标准GB/T2576进行测试。
(五)负荷热变形温度
试样在一定负荷下(1~80MPa)受热变形到一定的值时对应的温度,称为负荷热变形温度,亦称热变形温度,按标准GB/T1634进行测试。
(六)热率
聚合物复合材料的导热率较慢,也就是不如金属传热那么快,按标准GB/T3139进行测试。
(七)电阻率
聚合物复合材料的电阻率比较高,无碱玻璃纤维为增强材料,环氧为聚合物的复合材料是良好的绝缘材料。电阻率分表面电阻率及体积电阻率,按标准GB/T1410进行测试。
(八)平均线热膨胀系数
平均线膨胀系数与聚合物(树脂)的热膨胀有关系,一般沿纤维方向热膨胀小反之就大。平均线热膨胀系数按标准GB/T2572进行测试。
(九)吸水性
对于有些复合材料(玻璃钢)产品吸水性是一个重要指标,如浴缸,游艇,经常跟水接触到的复合材料(玻璃钢)产品等。吸水性按标准GB/T1462进行测试。
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