復(fù)合材料的特點(diǎn)是其可設(shè)計(jì)性,，復(fù)合材料的物理、化學(xué)性能均可通過組分材料的選擇和匹配以及界面控制等材料設(shè)計(jì)手段來達(dá)到,，以滿足設(shè)備的使用要求,。因此原材料的選擇就顯得至關(guān)重要，合理地對材料進(jìn)行選擇,、組合又稱為材料設(shè)計(jì),。FRP的原材料包括：樹脂體系,、增強(qiáng)材料、輔材,。選用原材料時(shí)應(yīng)考慮腐蝕介質(zhì)的組成及濃度,、使用壓力、使用溫度等工藝條件,，以及外界環(huán)境因素和現(xiàn)場施工條件等諸因素,。同時(shí)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)定。驗(yàn)收時(shí)應(yīng)具有質(zhì)量合格證或相應(yīng)的檢驗(yàn)指標(biāo)資料,，必要時(shí)應(yīng)予復(fù)驗(yàn)或抽驗(yàn),。材料設(shè)計(jì)的原則如下：

（1）工藝性 所選材料體系應(yīng)適合擬采用的工藝成型方法；

（2）可靠性 對所選材料體系有把握,，盡可能選用已定型的,、成批量生產(chǎn)的、質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品,；

（3）適用性 材料的機(jī)械性能滿足結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度要求,，材料的耐環(huán)境性能要保證結(jié)構(gòu)在使用環(huán)境下能正常工作；

（4）經(jīng)濟(jì)性 在滿足結(jié)構(gòu)使用性能要求的前提下,，盡可能地降低成本,。

一節(jié)、基體樹脂的選擇

樹脂是玻璃鋼的基體材料,，其作用是傳遞載荷,，并使載荷平衡，基體材料的性能,，如耐腐蝕,、耐熱性等，直接決定玻璃鋼的性能,。常用的樹脂包括：不飽和聚酯樹脂,、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂三大類,，其中以不飽和聚酯樹脂使用為廣泛,。由于FRP制品的耐化性、耐溫性,、抗老化性主要取決于樹脂基體,，所以樹脂體系在選擇時(shí)應(yīng)特別注意?；w樹脂的選擇可分為內(nèi)襯層樹脂的選擇以及結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇兩大類,。

1． 內(nèi)襯樹脂的選擇

總體上說,，內(nèi)襯樹脂的選擇主要取決于容器的壓力等級,、介質(zhì)腐蝕情況,、介質(zhì)的使用溫度這幾方面的因素,。

首先,，內(nèi)襯樹脂直接與介質(zhì)接觸，容器的設(shè)計(jì)壽命長短很大程度上取決于內(nèi)襯樹脂的耐腐蝕性,。

其次,，容器的壓力等級越高，要求內(nèi)襯樹脂的斷裂延伸率越高,。

在本軟件中,我們將以前的成功使用的經(jīng)驗(yàn)及各樹脂生產(chǎn)廠提供的數(shù)據(jù)建成數(shù)據(jù)庫,可供借鑒,。

2．結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇

結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇主要考慮其機(jī)械性能、耐溫性能,，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)層樹脂主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)增強(qiáng)的功能,，不與介質(zhì)直接接觸，但介質(zhì)溫度的影響必須考慮,。所以主要考慮其機(jī)械性能,、耐溫性能。

結(jié)構(gòu)層樹脂的選擇可參考各樹脂廠家提供的數(shù)據(jù),。

第二節(jié)、纖維增強(qiáng)材料的選擇

作為增強(qiáng)材料的纖維及其織物是玻璃鋼主要的承載組分材料,，對玻璃鋼的強(qiáng)度和剛度有著直接的影響,。常用的纏繞用增強(qiáng)材料包括：玻璃纖維,主要是各種無捻粗紗,、表面氈,、針織氈,、方格布帶,、高強(qiáng)纖維紗等。

為適應(yīng)工藝的要求,，玻璃纖維無捻粗紗應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

(1)耐化學(xué)腐蝕性

(2)工藝性 與所用樹脂有良好的相容性；

(3)可靠性 線密度要有保證,，懸垂性要小等,。

無堿玻纖與中堿玻纖:

無堿玻纖對水、弱堿介質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性較高,，電性能好,，老化性能好，適用于接觸水的制品與電器絕緣制品,，它的缺點(diǎn)是易被稀無機(jī)酸侵蝕,。中堿玻纖耐酸性能非常好,，價(jià)格比無堿玻纖便宜。

有捻纖維與無捻纖維：無捻纖維各股紗之間張力均勻,，不起毛,、不斷頭、成帶性好,，對樹脂浸潤性好,，所制玻璃鋼制品強(qiáng)度也比有捻纖維要高。

表面氈與針織氈：表面氈應(yīng)用早,，使表面產(chǎn)生富樹脂層而光滑有彈性,，減少摩擦阻力，提高耐磨性,、耐腐蝕性,、耐水性、耐老化性和抗沖擊性,，是制作玻璃鋼內(nèi)襯耐腐蝕層材料。針織氈不含粘結(jié)劑,，浸透速度快,，工藝過程簡單，在給定方向上提供強(qiáng)度,，提高了耐腐蝕層厚度和較好的表面光滑度,。

玻璃纖維氈常用于纏繞成型制品的富樹脂層，包括內(nèi)襯層和外表層,，其多用于干法纏繞,，即將未浸漬樹脂的干氈直接纏到涂有樹脂的芯模上，再用滾刷一類的工具將樹脂涂覆在氈片上,，一般采用短切氈和連續(xù)氈,，纏繞工藝對玻璃纖維氈的要求為：

(1)氈片浸透性要好

(2)消泡性要好。

有機(jī)纖維和滌綸布：有機(jī)纖維和滌綸布工藝性比玻璃纖維要差,，但在含氟介質(zhì)尤其是氫氟酸介質(zhì)中玻璃纖維不適用,，必須選用有機(jī)纖維和滌綸布。

本軟件中纖維的選擇可參考纖維數(shù)據(jù)表,。

第三節(jié) 輔料

為使樹脂按工藝要求固化,，以及改進(jìn)樹脂的理化性能或固化后制品的某些性能如阻燃抗靜電、耐磨等性能,，通常在樹脂配方中加入某些助劑如固化劑,、引發(fā)劑、促進(jìn)劑、阻燃劑,、脫模劑,、低收縮劑等。

Ⅰ,、固化劑

固化劑也稱引發(fā)劑,，它能使樹脂固化，是樹脂配方中不少的組成部分,，并且對樹脂性能有極大影響,，不同樹脂的固化體系不一,，即使同一種樹脂,，使用環(huán)境不同，固化劑加入的量也不盡相同,，需要在使用前充分試驗(yàn),，確定配方后方可正式使用。

在玻璃鋼中使用的不飽和聚酯樹脂,、乙烯基酯樹脂等溶解在乙烯基單體中,，它們進(jìn)行共聚反應(yīng)，是要由引發(fā)劑分解產(chǎn)生的游離基來引發(fā),，常用的引發(fā)劑有兩種,，有機(jī)過氧化物和偶氮化合物。

固化劑的特性可用四個(gè)指標(biāo)來衡量,，

(1).活性氧含量

指過氧化物中活性－O－O－的百分含量,，含量越高，在相同條件下分解產(chǎn)生的游離基越多,。

（2）.臨界溫度 指過氧化物受熱分解形成具有引發(fā)活性的游離基所需要的溫度,。

(3). 引發(fā)劑 在一定溫度下分解一半所需的時(shí)間，常用來評價(jià)過氧化物的活性大小,。

(4).活化能 指過氧化物產(chǎn)生游離基所需的能量,。

固化劑的選用要考慮以下幾個(gè)因素

（1）.樹脂活性

所選固化劑與樹脂的反應(yīng)性相匹配，樹脂反應(yīng)性強(qiáng),，選用的引發(fā)劑活性要高,，樹脂反應(yīng)性弱，選用的引發(fā)劑的活性要較低以免游離基產(chǎn)生較快,，到固化后期缺乏引發(fā)劑,。

(2).適用期

配制好的膠液，必須保證有效地浸漬增強(qiáng)材料,，其膠液的存放時(shí)間為適用期,，不同配方的適用期是不同的。

(3)成型溫度

按成型產(chǎn)物溫度可分為低溫,、中溫,、高溫三種固化類型,，必須選擇適合于該溫度范圍的有氧化物，纏繞成型法在中溫固化范圍內(nèi),，固化周期：30－60min,適用期2－3d以上,。

(4)固化速度

樹脂的固化速度與引發(fā)劑的活性、加入量和成型溫度有關(guān),，引發(fā)劑的用量一般為1％－2％,，成型溫度確定，就可了解引發(fā)劑的活性與固化時(shí)間的關(guān)系,，以達(dá)到防熱峰溫度來計(jì)算固化時(shí)間,。

(5)其他助劑的影響

在選用引發(fā)劑時(shí)必須考慮到填料、顏料及其他添加劑對固化工藝的影響,，有的填料起促進(jìn)作用,，會減少貯存期，也有的起阻滯作用會延緩貯存期,。特別是顏料對引發(fā)劑影響很大,，如碳黑對過氧化苯甲酸叔丁酯引發(fā)的樹脂，存放期只有3h,減少到不能使用的程度,。

Ⅱ,、促進(jìn)劑

促進(jìn)劑目前固化不飽和聚酯樹脂用的有機(jī)過氧化物的臨界溫度都在60度以上，對于固化溫度要求在室溫時(shí),，這些有機(jī)過氧化物就不能滿足要求,，必須設(shè)法使過氧化物的臨界溫度降低，當(dāng)有機(jī)過氧化物在叔胺作用下,，就可在較低溫度下產(chǎn)生游離基,。

選擇促進(jìn)劑是應(yīng)注意選擇活性好，用量少,，膠凝時(shí)間快,。放熱峰適當(dāng)、毒性小的促進(jìn)劑,。