玻璃钢有机和无机的区别图片（冰库钓鱼经验有机无机玻璃钢技术问答)
第一章 概述
1．什么叫玻璃钢？
答：“玻璃钢”是中国的名称，国外称为“玻璃纤维增强塑料”，用缩写的英文字母FRP表示，因此玻璃钢实质上是纤维增加塑料。用玻璃纤维去增强热塑性树脂，可称为热塑性玻璃钢，用英文字母FRTP表示；用玻璃纤维去增强热固性树脂，就叫做热固性玻璃钢，即通常说的FEP。目前生产的玻璃钢主要是指热固性而言。
我国从1958年开始搞FRP以来，“玻璃钢”的名称已家喻户晓了，到了70年代，在中国的北方又出现了一种“无机玻璃钢”，其主要原料氧化镁来源于辽宁、山东等省。
无机玻璃钢出现后，随着我国FEP事业的发展而迅速发展，特别是到了80年代，无机玻璃钢企业像雨后春笋般出现了。无机玻璃钢实质上是将很久以前就在国内外出现的氯氧镁水泥添加某些添加剂后，用玻璃纤维作增强材料而制得的一种复合材料，本书中以英文字母缩写FEIM表示。
由于无机玻璃钢用的原料——氯氧镁水泥主要是由氧化镁、氯化镁等无机材料组成的，因此将此种复合材料称为无机玻璃钢。
而通常所说的玻璃钢（FRP），因为是由有机的不饱和聚酯树脂为原料制成的，因此，为了与无机玻璃钢有所区别，现在习惯上又将FRP称为有机玻璃钢。
有机玻璃钢FRP与无机玻璃钢FRIM是两种性能截然不同的材料，各有自己的优缺点，为此，笔者经过数年研究试验，找到了将两者进行复合的办法，而且复合的全过程，是在湿态下一次复合成功。这对改善玻璃钢的性能，对扩大玻璃钢产品的应用，将是十分有益的。
2．FRP有哪些品种？
答：FRP的品种由所用的树脂而定，如用不饱和聚酯树脂制成的，就叫做聚酯FRP；用环氧树脂制成的，就叫环氧FRP。还有酚醛FRP、脲醛FRP、三聚氰胺甲醛FRP、聚氨酯FRP、有机硅FRP、丁苯FRP、聚丁二烯FRP等。我国目前FRP的常用树脂以聚酯、环氧、酚醛三大树脂为主。如果增强材料不用玻璃纤维，而是用棉纤维等其他纤维来增强，因与“玻璃”无缘，当然，不能称为FRP，称为塑料更妥。
3．FRP有哪些特性和不足？
答：FRP有如下特性。
（1）轻质高强
相对密度在1．5~2．0之间，只有有碳钢的1/4~1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以与高级合金钢相比。因此，在航空、火箭、宇宙飞行器、高压容器以及在其他需要减轻自重的制品应用中，都具有卓越成效。某些环氧FRP的拉伸、弯曲和压缩强度均能达到400MPa以上。部分材料的密度、强度和比强度见表1-1。
表1-1 部分材料的密度、强度和比强度
（2）耐腐蚀性能好
FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。已应用到化工防腐的各个方面，正在取代碳钢、不锈钢、木材、有色金属等。
（3）电性能好
是优良的绝缘材料，用来制造绝缘体。高频下仍能保持良好介电性。微波透过性良好，已广泛用于雷达天线罩。
（4）热性能良好
FRP热导率低，室温下为1．25~1．67kj/（m·h·k），只有金属的1/100~1/1000，是优良的绝热材料。在瞬时超高温情况下，是理想的热防护和耐烧蚀材料，能保护宇宙飞行器在2000℃以上承受高速气流的冲刷。
（5）可设计性好
①可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，来满足使用要求，可以使产品有很好的整体性。
②可以充分选择材料来满足产品的性能，如：可以设计出耐腐的、耐瞬时高温的、产品某方向上有特别高强度的、介电性好的，等等。
（6）工艺性优良
①可以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。
②工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性。
不能要求一种FRP来满足所有要求，FRP不是万能的，FRP也有以下一些不足之处。
（1）弹性模量低
FRP的弹性模量比木材大两倍，但比钢（E=2．1×10↑6）小10倍，因此在产品结构中常感到刚性不足，容易变形。
可以做成薄壳结构、夹层结构，也可通过高模量纤维或者做加强筋等形式来弥补。
（2）长期耐温性差
一般FRP不能在高温下长期使用，通用聚酯FRP在50℃以上强度就明显下降，一般只在100℃以下使用；通用型环氧FRP在60℃以上，强度有明显下降。但可以选择耐高温树脂，使长期工作温度在200~300℃是可能的。
（3）老化现象
老化现象是塑料的共同缺陷，FRP也不例外，在紫外线、风沙雨雪、化学介质、机械应力等作用下容易导致性能下降。
（4）湿强度低
FRP长期在湿态下工作，强度下降50%左右，但是下降有一定限度，而且干燥后又得到很大程度的恢复。
（5）层间剪切强度低
层间剪切强度是靠树脂来承担的，所以很低。可以通过选择工艺、使用偶联剂等方法来提高层间粘结力，最主要的是在产品设计时，尽量避免使层间受剪。
4．FRP制造者的责任是什么？
答：我国FRP工业，在产量、品种、设备、工艺技术、原辅材料的品种及价格等方面，和国外先进国家相比，还有一定差距，需要继续努力，对于FRP的直接制造者而言，对FRP的发展和信誉，更肩负着历史的不可推卸的责任。
①FRP既被看做一种结构，我们就应当认真地通过设计来使这个结构更趋于合理，使之尽善尽美。
② “没有不好的FRP，只有不好的应用”，如果因为FRP耐腐蚀，那就不管什么场合，不管什么FRP拿来就用，这样，无疑会带来失败，FRP不是万能的，要扬长避短，物尽其用。
③由于心中无底，盲目认为产品越厚越好，结果造成“强度无比、浪费惊人”。实际上，厚度并不和强度成正比。
④有的FRP制造者，经营思想不正，做样品十分认真，生产时偷工减料，宣传时夸大其辞，经营时运用手段。结果，质量虽差，产品畅销，损害了用户，败坏了FRP的声誉。
⑤FRP制造者，要不断引用新技术、新材料、新设备，不能为了眼前利益，使企业长期老面孔，工人的操作环境、加工工具长期得不到改善。应当上规模、上档次、联合起来，集中财力、物力、人力办集团，切勿图一时之利，越分越散，各占山头，这样，势必影响我国FRP工业的发展。
⑥FRP的制造者在生产经营中要加强科学管理，提高质量，降低成本。“FRP虽好，价格难以接受”的状况，势必影响到FRP在各个领域的进一步开发和应用。
⑦为了FRP工业的发展，各有关方面必须扎扎实实地做些实际工作，要克服在低水平下竞争的状态。希望能够卓有成效地进行行业管理和政策保护，这也是促进FRP发展所必不可少的。
5．FRP有哪些生产方法？
答：基本上分两大类，即湿法接触型和干法加压成型。如按工艺特点来分，有手糊成型、层压成型、RTM法、挤拉法、模压成型、缠绕成型等。手糊成型又包括手糊法、袋压法、喷射法、湿糊低压法和无模手糊法。
目前世界上使用最多的成型方法有以下四种。
① 手糊法：主要使用国家有挪威、日本、英国、丹麦等。
② 喷射法：主要使用国家有瑞典、美国、挪威等。
③ 模压法：主要使用国家有德国等。
④ RTM法：主要使用国家有欧美各国、日本。
我国有90%以上的FRP产品是手糊法生产的，其他有模压法、缠绕法、层压法等（见第十一章）。日本的手糊法仍占50%。从世界各国来看，手糊法仍占相当比重，说明它仍有生命力。手糊法的特点是用湿态树脂成型，设备简单，费用少，一次能糊10m以上的整体产品。缺点是机械化程度低，生产周期长，质量不稳定。近年来，我国从国外引进了挤拉、喷涂、缠绕等工艺设备，随着FRP工业的发展，新的工艺方法将会不断出现。
6．FRP的主要原材料有哪些？
答：主要有：①玻璃纤维及其制品；②树脂；③固化剂，促进剂；④其他材料，可根据产品性能需要来决定用不用，用多少，如填料、颜料、稀释剂、光稳定剂等，在以后各章中将分别介绍。
第二章 玻璃纤维
7．玻璃纤维是如何生产的？号数的概念是什么？
答：我国目前生产玻璃纤维的方法，主要有两种：一种代铂坩埚法，把玻璃做成球，将球投入到由铂铑合金制成漏板的坩埚熔炉中，玻璃液从漏板上的许多漏嘴中流出，卷绕在高速（线速度约每分钟300m）转动的绕丝筒上；二是池窑法，将玻璃粉料直接投入到池窑中熔化，玻璃液经过安装在若干分道上的漏板漏嘴中流出，拉丝方法同前。
从每个漏嘴中流出的是单纤维，所有漏嘴中拉出的单纤维集束在一起，绕在丝筒上，叫做单股纱，即原纱。原纱的好坏是拉丝作业成功与否的标志，这原纱也是下道工序进行深度加工的原料。
我国目前生产原丝支数和漏板规格的关系
单纤维粗细与卷绕速度、漏嘴直径、炉膛温度有关。原纱粗细与单纤维粗细及孔数有关。玻璃经过高温熔融拉出来的玻璃单纤维直径可以在0．5~30μm之间。目前常用的3~10μm。1g重玻璃，拉成直径为5μm的单纤维，其长度可达15000m。用于FRP的玻纤直径正向粗直径发展，已由原来的5~7μm逐步增加到12~14μm。漏板孔数（漏嘴数）由200孔、400孔，发展到600孔、800孔。
国际上大都用号数表示原纱的粗细，即每100m原纱的重量——定长法（代号为TEX）。如45号，即100m长原纱重45g。
我国也有用支数（S）来表示原纱粗细的，即每1g重的原纱长度——重量法。如45↑s，表示1g重原纱长45m。
换算关系：号数=1000/支数
8．浸润剂有什么作用？有哪些类型？
答：浸润剂的作用基本上有两个：①将单纤维集束成原纱，满足拉丝工艺的需求；②在单纤维表面成膜，使纤维润滑、耐磨，防止静电，以利后道工序的织造加工。
浸润剂的类型可分为三种。
①纺织型。可以满足纺织上的深度加工需要，品种很多。
就其成分，大致有：成膜剂（如石蜡）、柔软剂（如凡士林）、助乳化剂（如硬脂酸）、粘结剂（如淀粉、固色剂）、乳化剂（如平平加、固色剂）。如果成分中含有淀粉或明胶时，为防止霉菌，可以加入萘酚或固色剂。纺织型中目前用得最多的是石蜡型。纤维中浸润剂含量一般≤2．5%。
②前处理型。这类浸润剂在FRP成型时，不必像石蜡型那样要除去，因为不影响树脂对玻纤的浸润，如不饱和聚酯型、聚醋酸乙烯型等，以及用于无捻粗纱方格布的711↑#型，就属于此类。711↑#型在纤维中的含量，一般≤2%。
③将前处理型进一步改进，加入偶联剂后，可称为增强型浸润剂，在目前是最理想的前处理型浸润剂。如用于无捻方格布生产的811↑#型浸润剂仍然不能避免纤维在纺织过程中起毛，故目前只能用于无捻粗纱及其织物。
9．玻璃纤维的化学成分及其品种如何？
答：完全不含碱的玻璃是没有的，含碱多少对玻纤性能影响很大，根据碱金属氧化物（用R↓2O代表Na↓2O和K↓2O）含量多少将玻纤大致分成三种：
①无碱纤维，代号E，R↓2O≤0．8%；
②中碱纤维，代号C，R↓2O=12%；
③有碱纤维，代号A，R↓2O=14．2%。
A纤维的成分与平板玻璃、玻璃瓶成分相同。有时把C纤维和A纤维统称为有碱纤维。具体化学成分表2-2。
表2-2 玻璃纤维成分/%
我国的E纤维系铝硼硅酸盐，C纤维系钙钠硅酸盐。E纤维电性能好，耐老化，吸水率低，强度高，性能比C纤维好，但价格较贵；C纤维耐酸性好，价格便宜，其他性能都低于E纤维；A纤维耐老化差，耐酸性比C纤维差。另有一种高强纤维——S纤维。S纤维比E纤维的密度小20%，而拉伸强度高35%，弹性模量高20%，用于缠绕法生产FRP较多。
10．特种纤维有哪些？
答：为了适应FRP的更高需求，已陆续研制出如下几种特种无机纤维，随着科技进步，新的品种还会不断涌现出来，现简单介绍如下几种。
（1）耐高温纤维
①石英纤维
软化点温度1250℃，在400℃时强度变化不大，1000℃以后再冷却，强度仅降低50％。膨胀系数小，20℃时约5×10↓-7，1200℃时约11×10↓-7。加热到800～1000℃以后，经水冷却并无损失。导电率只有10↓-8Ω↓-1·cm↓-1。介电损耗为6×10↓-4，能经受100~200℃下浓酸（H↓2SO↓4，HNO↓3，HC1）侵蚀。但对碱及碱性盐抵抗力差。在250~4700nm光谱区内有高透射率，因此，石英纤维广泛用于电机制造、原子能反应堆、火箭、光电通讯等方面。
②高硅氧玻璃纤维（R纤维）
由于石英纤维制取困难，价格昂贵，各国都以SiO↓2含量96%以上的硅氧玻璃纤维代替。耐热接近石英纤维，强度低，φ6μm的单丝仅为250~300MPa，为提高其制品强度，和有机纤维、无机纤维混纺。高硅氧纤维已用于航空、火箭、飞船等。
③铝硅酸盐玻璃纤维
是新型的耐高纤维，含SiO↓2 46%左右，含A1↓2O↓3 51%。熔点1760℃，最高使用温度1260℃，用作绝缘材料及原子反应堆、火箭等的隔热材料。
（2）高强度、高弹性模量的玻璃纤维
①高强玻璃纤维
主要有镁铝硅酸盐纤维（S纤维）、硼硅酸盐纤维。S纤维经过HTS处理（这是一种前处理法）后强度提高30%~40%，该纤维拉伸强度4900MPa，弹性模量9×10↑4MPa，耐温好，816℃时强度为860MPa，因拉丝温度高（1400℃），后来又研究出硼铝硅酸盐纤维，拉伸强度随成分不同而异，比E纤维高10%~50%。
②高模量玻璃纤维
氧化铍（BeO）可提高纤维弹性模量，有剧毒。含铍玻璃纤维（M纤维）弹性模量最高，约11.5×10↑4MPa；拉伸强度和E纤维相近。不含铍的高弹纤维（含ZnO↓2，TiO↓2等）弹性模量为12.6×10↑4MPa。
（3）特种非金属无机纤维及晶须
随着空间技术及电子技术的迅速发展，对结构材料的性能如比强度、比弹性、耐热、绝缘等提出了更高要求，玻璃纤维的弹性模量较低，高温下陡降，限制了FRP的应用，因此，又相继研制出如下新型材料。
①碳纤维
是将有机纤维（如人造丝、聚丙烯腈、木质素、特制沥青等）经过氧化、碳化、石墨化等措施制得。在2000℃下以碳化制得碳纤维。加热至3000℃石墨化制得石墨纤维。两者统称为碳纤维。碳纤维在3000℃下不软化，耐腐蚀，电阻率为10↑-2~10↑-4Ω·cm，热膨胀系数小，抗热冲击，无毒，不自燃，密度1．42~1．63g/cm↑3，直径6．6μm，含碳99．1%~99．9%，拉伸强度（1．1~2）×10↑3MPa，弹性模量（1．8~3．5）×10↑5MPa，断裂延伸率0．6%~0．7%，因为有了这些性能，将其和树脂、橡胶、金属、陶瓷等材料复合，制品适用于宇宙航行、深海潜水、电子等方面。
石墨纤维在增强塑料中，用作耐烧蚀材料，一般用酚醛树脂作粘结剂。比如，用热解人造丝织物增强的酚醛层压板在室温下的性能列于表2—3。
表2—3 用热解人造丝织物增强的酚醛层压板在室温下的性能
石墨纤维经过表面处理后的环氧树脂层压板性能比酚醛的要高得多。近年来我国的碳纤维发展很快，价格也在大幅地下降。
②硼纤维
一般是用卤化硼的氢还原法制得。拉伸强度为2800~3500MPa，比强度为9．5×10↑6，弹性模量（86~420）×10↑3MPa，密度为2．62g/cm↑3，熔点2050℃，硬度比铝大6倍，但比铝轻15%，缺点是刚性大、不易弯曲。
③碳化硅（SiC）纤维
在1000~1200℃下使用时，强度保持2/3，与金属不起反应，制造方法类似硼纤维。性能见表2—4。
表2—4 碳化硅和碳化硼纤维性能
④碳化硼（B↓4C）纤维
特点是耐热，在2200℃以下，温度变化对强度影响甚小。制造方法类似硼纤维，性能见表2-4。
⑤芳纶（KF）
即芳香酰胺纤维，是用聚对苯二甲酰对苯二胺由湿纺法制成的纤维，具有高强度、高模量，强度比一般有机纤维高3倍，模量是尼龙的10倍，但是，抗拉不抗压。除强酸强碱外，对其他化学介质都较稳定。热稳定性好，有自熄性，瞬时可耐300℃以上，可耐—170℃低温。呈金黄色，可制成布、粗纱织物、单向织物，作为FRP的增强材料，用于航天、游艇、体育等领域，特别用在绳索方面，强度比钢绳高50%，在减轻重量、提高冲击强度及纵向刚度方面比较有效。但是，单独使用不如和木材、玻纤、碳纤维等组合使用更能发挥其优点。
⑥晶须
其强度来源于原子或分子间的引力，材料的破坏也就是削弱这种引力。在实际材料中所表现出来的裂缝、缺口等，就是这种引力削弱的表现，实际强度只能达到理论强度的1/10~1/100。晶须就是这类机械强度等于邻接原子间引力的新型材料。强度高的原因，主要由于它直径非常小，难以产生空隙、位错，基本上是完整单晶，截面呈多角形，直径从几微米到数厘米，晶须分陶瓷晶须和金属晶须两类，用于增强材料的主要是前者。片状石墨及几种晶须的性能对比如表2-5。
表2-5 片状石墨及几种晶须的性能对比
晶须兼有玻璃纤维和硼纤维二者最好的性能：有玻璃纤维的延伸率（3%~4%），又有硼纤维的弹性模量。
在已知的晶须材料中，有蓝宝石（氧化铝）、碳化硅、氯化硅和氯化铝等晶须，已小批量生产。其性能随材料不同而异，大致是：密度为2~4g/cm↑3，熔点为2000℃以上，拉伸强度在3500~7100MPa，弹性模量在（3．2~7．1）×10↑5MPa。
目前国际上生产量越来越大的钓鱼杆，所用的增强材料已从过去的玻璃纤维过渡到碳纤维和晶须。
12．用于FRP的玻纤制品有哪些品种？特点是什么？
答：在众多的玻纤制品中，总的说，纱有粗纱，细纱，有捻纱、无捻纱之分；布有细纱薄布和无捻粗纱布之分，如目前手糊FRP中常用的0．2、0．4方格布就是无捻粗纱布。现将具体品种介绍如下。
（1）无捻粗纱
生产：是用无捻平行原纱合股而成，是用增强型或前处理型浸润剂生产的。
用途：①用于FRP的缠绕、挤拉、喷射成型，或FRP的局部增强；②生产无捻方格布；③生产无纺布；④生产短切纤维毡。用于生产模塑料，也可用于手糊成型时的填充料。
特点：因无捻度又未纺织，故强度高，树脂浸透性好。
技术指标：浸润剂含量，支数，硬度，浸渍性，集束性，成带性，切断性，分散性，抗静电性，外观等。
（2）有捻纱
高捻度的可达110捻/m，一般是用石蜡型浸润剂生产的，主要用于生产有捻薄布和玻璃纤维带等。
（3）短切纤维毡
生产：将无捻粗纱切成50~70mm的短切纤维，随机地沉积在传送带上，经过粘结、烘干而成。
用途：用于手糊、模压、袋压及各种预浸渍工艺，用此毡成型FRP时，树脂含量可达60%~80%，但强度低。聚酯+纤维毡的FRP拉伸强度是聚酯+玻璃布的FRP拉伸强度的30%~60%，但层间内聚力和冲击强度较好。
特点：铺覆性好，各向同性，价格便宜。
技术指标：粘结剂含量，单位质量，浸渍性，拉伸强度，苯乙烯对粘结剂的溶解度，柔软性，外观等。质量指标见表2-6。
（4）表面毡
生产：单纤维短切后，无规均匀分散，用可溶性粘结剂（如PS）粘成薄毡，厚度为0．3~0．4mm。对强度几乎不起作用，一般为
表2-6 短切纤维毡质量指标
2．含水量都≤1%；
3．粘结剂含量都≤10%；
4．单位面积质量中，最大不均率≤35%，平均不均率≤25%。
用途：主要用于手糊FRP的表面（胶衣层下面），使表面光滑，制品含胶量可高达90%，提高了耐水、耐老化性能。
特点：浸胶速度快，覆盖性好，能吸收较多树脂。对强度起的作用甚微。
技术要求：见表2-7。
中碱表面毡牌号有CFN08、CFN16、CFN24，厚度分别为0．08mm、0．16mm、0．24mm。
质量分别为15g/m↑2、20g/m↑2、33g/m↑2，长度都为60m；耐酸性好。无碱表面毡牌号有EFN22等。
（5）无纺布
生产：用直径为12~15μm的连续纤维平行（单向）或交叉（双向）排列后，用粘结剂胶粘而成的片状材料。
特点：在拉丝过程中直接成型，保持了纤维的新生态，强度高，刚性好，工艺简单。
用途：为使用粗纤维制造单向或双向高强度的FRP创造了条件，国外已开始用50~100μm粗纤维来生产无纺布。无纺布性能见表2-8。
（6）单向布
生产：经向用纱多，纬向纤维少，经过纺织成双向布，如4∶1单向布，就是在单位宽度内，经向纤维是纬向纤维用量的4倍。
特点：经向纤维多，卷曲小，因此径向强度和刚度都高。
用途：主要用于定向强度要求高的产品或部件，可使产品重量下降25%，避免一向强度不足而另一向强度富余，故单向布应提倡应用。
规格：经纱/纬纱比有4∶1，7∶1，9∶1等品种，捻度为110捻/m，宽度900mm，单纤维直径为6μm。
（7）平纹薄布
生产：经纱和纬纱都用细纱，经过加捻（经纱110捻/m，纬纱60捻/m），每根纱垂直上下交错一次织成。
特点：布面平整，交织点多，布质硬而牢，纱卷曲较大，铺覆性较差，强度比斜布纹小，一般都含石蜡型浸润剂。
用途：用途广泛，用于FRP方面时，只能制作简单或平坦的FRP制品，如电绝缘层压板、箔铜板基布等。
规格：有0．1×900和0．14×1000等等，纱有80S/2，40S/2等。同样有无碱、中碱之分。
（8）无捻粗纱方格布
生产：是平纹布，由无捻粗纱织成，含增强型浸润剂或其他无蜡浸润剂。
特点：经、纬纱都不加捻，故强度较高，纤维松散，容易被树脂浸润。生产厚的产品节约工时，刚度及耐冲击性能好；但耐压差，表面凹凸大，有方向性，材料利用率低。
用途：用于手糊FRP。
（9）斜纹布
生产：由一根或多根经纱，从二至多根纬纱上有规律地通过，使布面上斜纹横过。
特点：交错点比平纹少，织物比较细密，柔软，强度大，光泽及弹性都好，被覆性好，糊制FRP时比较服贴理想。厚度≤0．25mm。
用途：用于手糊FRP，特别用于异型产品。因浸透性好，FRP负载时纤维能充分发挥作用，故FRP的拉伸强度比平纹的高。可是斜纹布FRP的模量（1．9×10↑MPa，只是平纹FRP的2/3）。
规格：如0．2×900，经纱40S/4，纬纱40S/1，密度径向20±1，纬向12±1，经纬纱都有捻度。
（10）缎纹布
生产：由经纬纱相互以3~8根搭一交错，形成线条不等而有规则的纹路。组织循环数一般要大于或等于5。
特点：纤维卷曲最小，强度是织物中最大的，铺覆性好，外观有光泽，美观。
用途：用于铺覆型面复杂的手糊FRP制品。
（11）其他织法
①利诺织法和模利诺织法
是把经纬纱在交错点上织起来，同时构成多孔方格结构的一种织法。这种布浸以树脂，被广泛用来夹在金刚砂轮中增强用。也可用于加固屋面顶、矮墙、烟囱、隧道等的沥青保护层等。
②套形织法
织成圆锥形布套，用于雷达罩等，也可织成针织品的套管来成型畸形管道。
（12）玻璃纤维带
该产品与平纹布结构相同，仅宽度很窄，目前品种很多，厚度为0．06~0．2mm，甚至0．3mm厚，随着用户要求，宽度规格越来越多，在8~50mm之间，甚至更宽的都有。
用于包扎管道、管子接头或缠于湿法成型的FRP管子外表层，增加张力和美观。
13．玻璃纤维的表面状态及密度如何？
答：玻璃纤维是光滑的圆柱状，截面多呈圆形，其他有机纤维的外观有深的皱纹，截面呈不规则状态。
与树脂粘结时，玻纤表面因光滑造成抱合力小，不利粘结，但是玻纤间的空隙容易填充，这是有利的一面。玻璃纤维的直径越细，柔性越好。玻纤的耐磨性、抗扭折性都很差，只有棉花的1/4~1/5，在纺织加工过程中容易起毛，从而降低了强度，因此在拉丝时必须使用浸润剂。
玻璃纤维及其他纤维的密度见表2-10。
14．玻璃纤维的耐热性如何？
答：玻纤的比热容为794．2J/（kg·K），线膨胀系数约为4．8×10↑-6/℃。
①E纤维比C纤维耐热。E纤维在200℃左右时强度开始缓降，使用温度可达600~700℃。C纤维在200℃左右时，强度下降明显。而A纤维在100℃下强度就下降。
②软化点：A纤维约500~550℃；C纤维约764℃；E纤维约850℃。其他有机纤维的软化点，如醋酸纤维为204~230℃，尼龙为232~250℃。
③E纤维瞬间耐热（30s）达1000℃；石英纤维和高硅氧纤维可达2000℃以上。因玻璃纤维是无机纤维，因此不燃烧、不氧化。
④要注意玻璃纤维的一个特点，即单丝加热无变化，而纱加热到250℃时先膨胀，如果再升温反而收缩，而且不能复原。因此，拉紧后升温，会因收缩而断裂。这也是FRP因反复加热和冷却而发生剥离现象的原因。
⑤玻璃纤维受热后的强度损失与受热时间有关，时间越长，热损失越大，表2-11是无碱布的例子。
⑥在FRP中，玻璃纤维的耐热远大于一般树脂，因此要要制造耐热FRP，选择耐热树脂是十分必要的。
15．玻璃纤维的弹性模量及延伸率是多少？
答：玻纤具有弹性，拉断之前服从虎克定律，即伸长和拉力成正比，无永久变形，应力—应变关系基本上是直线，无屈服点，A点之后说明股纱中的单纤维受力不一致，而呈现了逐步断裂的过程。
断裂延伸率比较低。纤维越粗，延伸率越小，直径为5~8μm时，延伸率约3%，玻璃纤维及其他纤维的弹性模量及断裂延伸率见表2-12。
玻璃纤维的弹性模量比木材高，比有机纤维高5~8倍，但是比钢低得多了。
16．玻璃纤维的强度如何？
答：（1）玻纤的最大特点是拉伸强度高，但也受到生产方式、化学成分、温度、湿度等因素影响。普通玻璃的拉伸强度只有40~100MPa，而拉成纤维后强度能达到2000MPa。但是，纱或布的强度并不等于所有单纤维强度的总和，甚至要降低80%，原因有以下几点。
① 测量方法造成误差。纱和单丝的强力，随长度增加而增加，而测定单丝强力时的夹距为10mm，测纱的强力时夹距为500mm。
②纤维粗细不同造成误差。拉制出来的单纤维直径不均匀率为15%，而受力时细纤维的伸长率大于粗纤维，因而粗的先断。
③直径相同、强度不同的纤维也不致。分批断裂。
（2）纤维越细则强度越高，其关系见表2-13。
其原因可能由于纤维越细，表面上的微裂纹存在的几率也减少，因而断裂的几率也就减少，强度就高。
（3）E纤维比A纤维强度高20%，S纤维（高强）比E纤维拉伸强度又高30%。
（4）玻纤的捻度越大，则拉伸强度越低，如由40捻/m增加到200捻/m，拉伸强度降3%~5%。生产中一般不大于300捻/m。加工过程，包括织造方法也造成强度降低。此时玻纤的剪切强度差，不耐磨，不抗折。
（5）玻纤纱或布经过热处理后的强度损失，比单纤维热处理后的损失大，因为浸润剂的存在不仅提高了纤维强度的利用系数，而且使纤维之间存在粘结力。要拉断纤维除要克服纤维本身的强度外，还要克服粘结力。玻纤纱中的单纤维强力利用系数，大约有60%~70%。
另据资料介绍，玻璃布经过酸处理强度会上长升，可能是因纤维上的“伤痕”被溶解掉，产生硅酸膜起了保护作用。
17．玻璃纤维的电性能如何？
答：玻纤的电性能主要取决于化学成分以及温度和湿度。首先是成分，因碱金属氧化物容易水解生成迁移性较大的Na↑+、K↑+，使绝缘性能下降，另外，玻璃骨架中的离子只有在高温下才开始移动，所以温度越高，电阻率越低，从成分来看，无碱E纤维的电绝缘性好，E纤维的电阻为10↑11~10↑13Ω，耐高压。玻纤很细，表面积大，易吸附水分，形成水膜，因此，玻璃布的异电性基本上属于表面导电，使表面电阻下降，只要能保持玻璃布的干燥，玻纤还是绝缘的，尤其石英玻璃纤维、高硅氧玻璃纤维介电性更好，其体积电阻率可达10↑16~10↑17Ω·cm。
玻璃纤维表面含有浸润剂时，体积电阻和介质损失角正切值随温度升高而下降。玻纤若涂敷金属或石墨可得较好的导电性。
18．无碱玻璃布中混入中碱纱（或有碱纱）如何鉴别？
答：如果电性能要求较高的产品，或者像3240绝缘层压板这类FRP中，怀疑有中碱纱混入时，可用下法找出中碱纱的数量、位置。方法是：将可能含有中碱纱的玻璃布剪一块，放进茂福炉内在650℃灼烧15min取出；如果已做成FRP，可将这部分FRP在同样温度下灼烧到树脂炭化，即玻璃布基本变白时取出，用毛笔或棉球蘸取指示剂涂在上述的玻璃布上，无碱纱是黄色，中碱纱立即呈现紫色，十分清晰。即使有一根中碱纱，都能显示出来。
批示剂配制（质量份）：甲酚红0．1份 酒精40份 蒸馏水70份
19．玻璃纤维的吸湿性如何？
答：E纤维的耐水性远比有碱纤维好，但是耐酸性却相反。无碱铝硼硅酸盐纤维吸水性比有碱钠钙硅酸盐纤维吸水性要好，吸附水量随空气湿度提高而加大，见表2-16。吸湿后强度下降，在相对湿度为80%的环境中存放，强度就有所下降了；在100%的相对湿度下存放，强度下降50%。因为玻纤是很细的，表面积大，容易吸湿而造成电绝缘性及强度下降。特别对有碱纤维更显著。而且吸湿后，对FRP成型也有影响，因水分影响树脂浸润并有阻聚作用。严重时可造成玻璃布发霉，甚至水解破坏。实践证明，霉斑对透明或浅色FRP极为不利，因为即使少量不明显的霉斑，只要涂上树脂，就能明显地看到黑斑。因此，玻璃布保管时要防潮防霉，使用前烘干是必要的，而且由于在玻璃布的纤维孔隙中能吸收3%~4%的水分（比其他纤维吸水要少，比如湿度在65%时，棉花为8%，羊毛为6%）。玻纤中的碱金属含量对树脂与玻纤的粘附不利。湿度大的场合树脂与玻纤的粘附力要降低20%~25%。
20．玻璃纤维的化学性能如何？
答：玻璃耐腐蚀是众所周知的，可是拉成玻璃纤维以后，耐腐蚀性就下降了，这是因为表面积增加的缘故，如2mm厚、1g重的玻璃表面积只有5．1cm↑2，而直径为5μm、1g重的E玻璃纤维长15m，表面积达到1000cm↑2。接触腐蚀介质的面积越大，受腐蚀的程度也就越大，这是很自然的。总的说：除氢氟酸（HF）、浓碱、热浓磷酸以外，玻纤对所有化学药品和有机溶剂都有良好的化学稳定性。
下面综合几点。
①玻纤直径越细，耐腐蚀越差，见表2-17。
由此看出用于防腐玻璃钢的玻璃纤维应当选择粗直径的玻璃纤维制品。
②介质的温度对玻纤腐蚀的影响很大。在100℃以下时，介质每升高10℃，纤维的破坏速度约增加50%以上；在100℃以上，破坏速度更加剧烈。
③介质的体积越大，对纤维的破坏作用也越大，在表面积及其他条件相同的情况下，失重之比，甚至大于介质的体积之比。
④在一般情况下，介质的浓度越大，玻纤的破坏程度也越大。
⑤玻纤成分不同，受腐蚀的程度也不一样。玻纤成分中SiO↓2含量增加，化学稳定性提高。增加SiO↓2、Al↓2O↓3含量，耐酸性提高，增加Al↓2O↓3及ZnO等含量则耐碱性提高，碱金属氧化物含量越低，耐水性越好，因此，无碱纤维耐水性比中碱纤维好。
国内的无碱纤维耐碱性稍好，中碱纤维耐酸性好，这是相对比较而言，总的来说耐碱性都不好。见表2-18。
第三章 树脂
21．什么叫树脂？
答：人类最早发现的树脂是从树上分泌物中提炼出来的脂状物，如松香等，后来扩大到动物身上，如虫胶，再后来从矿物中得到，如沥青。直到1906年第一次用人工合成了酚醛树脂，才开辟了人工合成树脂的新纪元。这些人工合成的新型的高分子化合物，都称做树脂，但是早就与“树”无关了。
像聚氯乙烯那样可以溶解在溶剂中，加热熔化，冷却变固，而且可以反复进行，将这种可熔可溶的树脂叫做热塑性树脂；像酚醛、聚酯树脂那样，加热固化以后不再可逆，成为既不溶解、又不熔化的固体，人们把这种树脂叫做热固性树脂。这类树脂主要有酚醛树脂、环氧树脂、呋喃树脂、有机硅树脂、聚氨酯树脂以及目前用得较多的不饱和聚酯树脂。
22．什么叫塑料？
答：对一般树脂来说，还不具备直接作为材料的使用性能和加工性能，往往需要加入各种添加剂以达到使用目的，这些添加剂有：填料、颜料、增强材料、稳定剂、增塑剂、硫化剂等。
树脂中加入这些添加剂后，一般称为塑料。根据能否可溶可熔的性质，塑料也同样分为热固性、热塑性两种。我们说的FRP就是热固性塑料。当然，塑料又可根据其状态分为模塑塑料、层压塑料、人造革、泡沫塑料等。
23．树脂分子的形态和树脂的性质及固化阶段有何关系？
答：树脂分子的实际形状并不是像我们写分子式那样长而平直，实际上可分为以下三种状态。
（1）线型
这种分子像卷曲的线，无规则地空间分布，当然也可能有些带分枝状，这是树脂的固有特性，虽然大家卷曲在一起，但互相并不联接，各自独立，能够自由运动，特别是热运动。具备这种分子状态的树脂是可溶可熔的。
（2）分枝状
这种分子不仅卷曲，而且有大量分枝，虽未互相交联，但已运动不便，具备这种分子状态的树脂，加热后因热运动作用，基本上是可熔的，在溶剂中也可溶解，但溶解度已大大降低了。
（3）网状
这种树脂的分子既卷曲又互相交联，类似建造楼房用的脚手架，互相纵横，上下“捆扎”在一起，成为一个三维状的整体。具备这种分子状态的树脂是不溶不熔的，而且“捆扎”点（交联点）越多，整体性越强，刚性越大，越耐热。
用于FRP的热固性树脂，如聚酯树脂，本来其分子是线型的，因为固化剂的作用使分子双键打开，互相交联成为一体，成为不可逆的网状结构，即固化。但在成为网状之前，有一个过渡期，即凝胶时间，这个过渡期，实际上从固化剂、促进剂加入就开始了，因为游离基开始形成，在这一期间分子是从线型迅速形成枝状并由小到大、由简到繁，最后形成网状整体。
有时将热固性树脂如酚醛树脂的固化过程分为A、B、C三个阶段。直观地说，一般热固性树脂的固化过程都有大致的三个阶段，而且这三个阶段与上述树脂的三种状态也大致相对应。见表3-1。
关于固化过程的阶段性，在聚酯中可借用酚醛树脂的术语，叫它们为A、B、C三个阶段。但实际上有时又不这样说，而是习惯称为如下三个阶段：
① 凝胶阶段，即从粘流态到失去流动性，即从液态到能够挑出细长丝这一阶段，或者是从粘手到软而不粘手；
② 定型阶段，即固化阶段，从凝胶失去流动性，到表面有一定硬度可从模上脱下；
③ 熟化阶段，从表面上看，有一定硬度，有一定力学性能，直到具有稳定的物理化学性能而可供使用。
聚酯的三个阶段不及环氧、更不及酚醛那样明显，特别是凝胶到定型往往在很短时间内完成，正因这一点，在手糊工艺中凝胶时间的掌握是关键。
FRP生产中常用的热固性树脂在通常情况下都是线型分子，有的略带分歧，但是在固化剂或者热的作用下，基本上都按照上述的三个阶段迅速变成网状结构。例如聚酯树脂是经过官能团双键的反应，逐步转为不可逆的网状结构；酚醛树脂是在固化剂或热的作用下，通过羰基（）等官能团进行缩合反应而交联成网状结构；环氧树脂主要是通过环氧基（）开环反应而交联成网状结构；呋喃树脂是靠次甲基（—CH↓2—）及呋喃环双键加成聚合等多种方式形成网状结构。
热固性树脂做成各种FRP制品以后，如果是废品，那就只能是废品，因为其不溶不熔，不能像热塑性树脂（如PVC）那样“回炉”了。因此制造者必须谨慎施工。
（一）呋喃树脂
24．何谓呋喃树脂？性能如何？
答：呋喃树脂是以糠醇或糠醛作为主要原料，在酸性催化剂存在下经过缩聚得到的含有呋喃环的一种树脂。常见的有如下5个品种：
① 糠醇树脂，由糠醇缩聚而得；
② 糠醛树脂，由糠醛缩聚而得；
③ 糠酮树脂，由糠醛和丙酮在碱性催化剂存在下缩聚而得；
④ 糠醇—糠醛树脂，由糠醇、糠醛共缩聚而得；
⑤ 糠醛—苯酚树脂，由糠醛和苯酚缩聚而得。
呋喃树脂虽有数种类型，但是都有共同性能，应用范围、固化机理也大体相同。由于呋喃环的引入，给呋喃树脂带来如下一些特殊性能。
（1）耐腐蚀性
有很好的耐腐蚀性。重要用途是加入粉状惰性填料，如石英粉、炭墨、石棉、石墨、玻璃纤维等，用于化工设备的防腐胶泥（如嵌缝等）；也可作为像胶、塑料、玻璃布、木材、陶瓷等的粘合剂，粘结性能良好，耐水；此外还可用于涂层、衬里（用环氧树脂作底）浸渍等。最大特点是耐强酸（浓硝酸、浓硫酸除外）、耐强碱、耐溶剂，此外还可用于制作模塑料层压材料。
最突出的性能是耐溶剂性，对许多介质的抵抗能力优于聚酯和环氧，但在某些方面又不如耐化学性高的聚酯，如对干或湿的氯气，铬酸，电镀液，次氯酸，铅、镍、锌的硝酸盐，饱和氯的盐水，次氯酸钠溶液、三氯醋酸等。
（2）耐热
呋喃FRP的耐热性比一般酚醛FRP好，可在180~200℃下长期使用。据报道，其中的糠醛丙酮呋喃FRP耐热更高。
（3）与环氧树脂或酚醛树脂混合改性很有特色
由于呋喃树脂粘度小，力学性能差，性脆，所以常以改性来应用。与环氧树脂合用可提高呋喃的粘结性，弯曲强度等力学性能也得到提高。可用于制造化工搅拌器装置、贮槽、管道等。还能与多种热塑性、热固性树脂及沥青等进行混溶改性。可通过试验求得正确应用，与酚醛合用可提高酚醛树脂的耐碱性。
由于呋喃树脂有优良的特性，因此，在改性工作上有许多工作待做。呋喃FRP和其他FRP（如聚酯FRP）的复合也有重要意义。
25．呋喃树脂的技术指标是什么？常用的牌号有哪些？
答：按原化工部C D130A19—85的规定，见表3-2。
这里主要指的糠酮树脂（棕黑色）和糠醇树脂（棕红色）。贮存期在25℃时约2年。加入溶剂后，或者在中性（pH=7~8）条件下树脂的稳定性很高。
常用的牌号有：FA-2糠酮树脂，粘度15~60s；FAM-2糠酮树脂，粘度同上；FA-1糠酮树脂，多用于胶泥；FS-84糠醇树脂，多用于FRP。中粘度糠醇树脂粘度约100~300s（7mm漏斗）。低粘度糠醇树脂，粘度为60~100s。
26．呋喃树脂的固化剂有哪些？固化机理如何？
答：呋喃树脂的固化过程比较复杂，在酸性固化剂作用下，可使呋喃环中双键打开，发生加成聚合，或者利用次甲基（—CH↓2—）在双键之间起桥梁作用，都可使呋喃树脂固化。（聚酯中用的固化剂、促进剂在此不起作用）
表3-3列出呋喃树脂胶泥的适用期及完全固化时间。
与酚醛树脂混溶后，可以不加酸性固化剂（酸性固化剂对施工面有腐蚀作用），加热到100℃以上也可固化。据介绍，呋喃—环氧固化物比用多元胺固化的环氧树脂性能优良。呋喃和环氧的配比是任意的，即呋喃∶环氧=10∶90~50∶50（质量），仍用环氧固化剂，用量按混合树脂总量计算。呋喃FRP冷固化后最好经热处理，热处理温度按温度梯度进行，室温到60℃之间保温时间要长些，不少于4h。使溶剂尽量挥发，否则易变形并产生气泡，最高温度为120℃。保温时间也不少于4h。呋喃—环氧FRP最高处理温度可为120℃；呋喃—酚醛FRP最高热处理温度为100℃。固化速度随着酸的用量、酸的活性及反应温度的增加而加快。总的说，热处理时间应大于48h。无低分子物放出，因此可用手糊或低压成形。
胶泥固化收缩率为0．3%~2%，若加入纤维状填料可适当减少固化收缩时造成的裂纹。
呋喃树脂所用的固化剂，也就是酚醛树脂冷固化用的固化剂。呋喃树脂的固化在室温下约需24h达到假固化，也就是在热处理温度达到60℃时有反稀现象（FRP变软），反稀时间约4h，固化剂用量增加，反稀时间缩短。为了缩短固化时间，热处理是很必要的。
大型产品的热处理如果受到条件的限制，可在产品周围或内部（产品为桶或槽状）设置一些热源（如炉子），使环境温度升高。
27．如何简易检验呋喃FRP的固化程度？
答：取样一块浸入盛有少量丙酮的烧杯中，封口，浸泡24h，以试样表面光滑完整、丙酮不变色作为固化的标志。
28．呋喃树脂的应用及配方有哪些？
答：（1）清漆用。将液态糠醇树脂（含10%丙酮）加入固化剂可作金属、木材、混凝土等的防腐清漆。因固化剂是酸性，所以应先在施工表面涂以底漆（如环氧）。呋喃漆膜一般为黑色，硬而有光泽，可以抛光。缺点是柔曲性差，因而不能用在受弯曲制件中；与金属直接接触粘附力差。
（2）浸渍用。低粘度糠醇呋喃树脂常用于浸渍各种多孔物质，如木材、石墨、玻璃布等，浸渍后形成高强度、耐腐蚀的不渗透性材料。
（3）压塑料用。糠醛苯酚树脂加入固化剂（乌洛托品），在180~200℃下迅速转为C阶段，用此制成的压塑粉适用于压制复杂或较大的制品，耐热比酚醛树脂高10~20℃，尺寸稳定，硬度及电性能都较好。
常用配方举例（均为质量份）：
用此配方卷制FRP管（无碱布），耐压约3MPa。使用温度为—30~120℃。用于手糊卷制FRP管时，采用里松外紧、先轴向后环向、以轴向为主的操作方法。邻苯二甲酸二丁酯的加入作为增塑用，以减少脆性，用量不能超过20%。
硫酸铜酸乙酯的配制：无水乙醇∶硫酸（≥98．5%）=1∶2（质量比）。
配方四：见表3-4，此配方均可用于FRP，也是常用的配方。
配方五：见表3-5，也是FRP常用配方。
29．环氧呋喃FRP胶料如何配制？
答：将呋喃树脂加入到预热至40%左右的环氧树脂中，搅拌均匀，再加入稀释剂，搅匀后加入固化剂，充分搅拌。最后加入填料（需要的话），并搅拌均匀。从加入固化剂起，要在1h内用完。气温高时，固化剂用量可适当减少，一次配料不宜太多。为了延长使用时间，可用冰水作间接冷却。配制环氧胶料或环氧酚醛树脂也可参照此法进行。
30．呋喃FRP的力学性能和耐腐性能怎样？
答：其力学性能及耐腐性能参考表3-6、表3-7和表3-8。
呋喃树脂加入填料或不加填料，均可制得浇铸塑料，层压、模压塑料，以及耐腐化工设备，如容器、管件等。
如加入环氧树脂或酚醛树脂可改善机械性能。
制造耐腐管件等时，常用石棉或玻璃布作填料。浇铸塑料的强度见表3-9。
（二）酚醛树脂
31．什么叫酚醛树脂？
答：酚醛树脂是最早的人工合成树脂，是由苯酚加甲醛在催化剂存在下经过缩合而成。酚醛树脂原料丰富，工艺简单，价格便宜。按基本类型可分为热塑性和热固性两种。
热塑性酚醛树脂用酸（如盐酸）作催化剂，分子是线型结构，溶于酒精或丙酮中。因分子链中没有可反应的羟甲基（—CH↓2OH，又称甲醇基），故加热能熔化，冷却又变硬，这个过程可以反复进行，如果加入多聚甲醛或六亚甲基四胺（即乌洛托品，用量以10%为宜）后再加热，分子就发生交联反应，转为不溶不熔的体型结构。
热固性酚醛树脂，是用碱性催化剂（如苛性钠、碳酸钠、氨水、氧化镁）。初期树脂分子具有线型或支链型，并且有可溶可熔性质，此时称为A阶段树脂——溶于碱性水溶液、酒精及丙酮中。A阶段树脂经过一定时间的加热会出现凝胶，此时称为B阶段树脂，常温下不溶于酒精和丙酮中，仅能溶胀，加热时部分溶于丙酮，并且加热时变软，有弹性，呈像胶状，能拉成丝，冷后变脆。进一步加热由B阶段转为C阶段，此时不溶不熔，即加热不软，在溶剂中不溶，并挑不成丝，工厂销售的树脂，当然是A阶段的树脂。至于B阶段树脂，只能在做成上胶布或模塑料时，才能作为半成品使用或作商品。热固性酚醛树脂的C阶段可由两种途径来实现。
32．热固性酚醛树脂有哪些特性？
答：①加热可以固化。酸或碱对固化反应有促进作用，如加入乌洛托品可增加交联密度。
②固化时有小分子放出，因此，为防止产生气泡，其FRP一般要加压成形。
③固化时体积收缩率大约为3%~5%。
④对玻纤粘结力差。
⑤固化后的树脂有良好的抗压强度及介电性能，有优良的耐水性。
⑥有优良的耐化学腐蚀性。除强氧化酸外，几乎耐一切酸，如任何浓度的盐酸、稀硫酸，部分有机酸及苯、氯苯等有机溶剂，但不耐碱。
⑦耐烧蚀性能好，是酚醛树脂的特点。短时间内可耐2500℃，酚醛FRP可耐5500℃以上，用于宇宙航行材料。
33．酚醛树脂的应用如何？
答：热固性酚醛树脂一般可用于FRP，比如616↑#酚醛树脂常用来压制绝缘层压板。
为克服酚醛树脂的弱点，往往进行混合改性应用，措施有以下几种。
①聚乙烯醇缩醛改性酚醛树脂。用氧化镁作催化剂的酚醛树脂（即AГ-4，通称镁酚醛）经过苯胺和聚乙烯醇缩丁醛（称为δ胶）改性的热固性树脂，流动性好，适合模压成形，制品的抗冲击等机械性能好，有良好的电绝缘性及耐热性。
②硼改性的酚醛树脂。用硼酸、苯酚及醛类反应制得含硼酚醛树脂，改善了脆性及吸水性，并提高了机械强度及耐热性，拉伸及抗冲性能都好于616↑#酚醛树脂。
③环氧树脂改性的酚醛树脂。可显著改善酚醛树脂的粘结性，并使收缩性及脆性减小。一般用于冷固化的酚醛树脂是以碳酸钠为催化剂生产的，而且需改性使用为好，如和环氧树脂改性较为理想。酚醛树脂的这类特性和呋喃类似。
④二甲苯改性的酚醛树脂。降低了树脂的吸水率。改善了耐碱性并增加了韧性及机械强度。
表3-10列出三种类型酚醛FRP的性能对比。
34．可用于手糊成型的酚醛树脂牌号有哪些？
答：牌号及性能见表3-11，此类树脂在常温条件下贮存期不超过2年，此类树脂生产厂家很多，而且各家都有自己的编号品牌，可选择使用，选择的前提是要能够手糊并冷固化成型。用得最多的是2130↑#。
35．热固性酚醛树脂的固化机理、固化剂及质量指标如何？
答：酚醛的固化主要通过羰基（C=O）等官能团缩合而交联的。前面已讲过热固性酚醛树脂是通过酸性固化剂或加热方式固化的，而且要经过A、B、C三个阶段。
A阶段树脂即使在常温下经过长期存放也会固化，但很缓慢，而且固化不完全。为了使树脂在常温下迅速固化，必须借助酸性固化剂。在热固性酚醛树脂的压塑粉中也可加入少量乌洛托品，促进固化速度，增加交联密度。为了提高固化程度，提高FRP的耐热性、机械性能及耐溶剂性，室温固化后再进行热处理是必要的。
树脂从固化剂加入到B阶段开始的速度叫凝胶速度，从A阶段变为C阶段的速度叫固化速度。
常用的酚醛树脂及呋喃树脂固化剂的质量指标见表3-12。
36．酚醛树脂的应用配方有哪些？
答：配方列于表3-13、表3-14和表3-15。
粉料不宜采用辉绿岩粉，否则要酸洗处理。胶泥一般不加稀释剂，如果加，不超过5%，同时固化剂也应适当增加，夏季施工稍加，可起缓凝作用。正确配比的胶泥应当在1h左右初凝。酚醛胶泥的固化收缩率为0．32%。
NL固化剂在20℃时用量约8%，由于它不但是酚醛树脂固化缩聚反应的催化剂，而且本身也参与交联，所以固化程度及性能都好。
37．不同固化剂对酚醛树脂的性能影响如何？
答：不同固化剂对酚醛树脂性能的影响见表3-16。
注：1．表中各配方的树脂用量都是100，填料都用石英粉，用量都是150，养护条件都是22℃±2℃。
2．拉伸强度都是试样在22℃±2℃养护条件下测定的。
3．NL固化剂价格只是石油磺酸的1/2，无毒无刺激，技术指标如下。
外观：暗灰粘状液；密度：1．16g/cm↑3；粘度：20~30s（涂-4）；总酸度：18%±2%（以硫酸计）；游离酸：＜6%；贮存期：密闭可长期存放。
用量：夏天6%，冬天9%。
4．表中所列数据主要是以酚醛树脂2130↑#来测试的。酚醛树脂和呋喃树脂固化剂通用。这里的固化剂用量，呋喃树脂可以参照，但力学性能、化学性能呋喃树脂仅作参考。
38．酚醛FRP的性能如何？
答：见表3-17，其数据来自日本资料，列举了酚醛FRP的三种成型方法的性能，测试方法是ASTM。
（三）环氧树脂
39．什么是环氧树脂？有哪些种类？
答：环氧树脂是指分子中含有两个或多个环氧基团的树脂的总称。种类很多，但用于玻璃钢的品种大致有以下4类。
（1）双酚A型（E型）
这是FRP最常用的通用型环氧树脂。如E-51、E-44、E-42等。由二酚基丙烷（双酚-A）和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下缩聚而得。此类属于缩水甘油醚类环氧。
随着反应条件的不同，n=0~20，n越大，分子量越大，粘度越大。手糊玻璃钢用的双酚A型环氧树脂，主要为低分子量的，平均分子量为300~700，常用几种牌号的性能见表3-18。
（2）酚醛多环氧树脂（F型）
由线型酚醛树脂与环氧氯丙烷缩合而成，该树脂常温下为半固化，有良好的耐热性、耐腐性。牌号有两种：
① F-44（644），淡棕色透明液体，用于涂料绝缘漆、FRP等，软化点≤40℃，环氧值≥0；
② F-46（648），性能、状态基本同F-44，软化点≤70℃。
（3）脂环族环氧树脂
由脂环烯烃的双键环氧化而制得。该树脂固化后，结构紧密，提高了热变形温度，由于树脂不带苯环，因此耐此外线。常用的牌号有以下几种。
注：表中所列的环氧树脂均为低分子量的。另有E-20（601）、E-14（603）、E-12（604）、E-06（607）是高分子量（固体）环氧树脂，用于防腐涂料及绝缘漆。
①R-122（620或207），化学名称叫二氧化双环戊二烯，为白色粉末，熔点＞180℃，环氧值1．22。
将三者在50~70℃下共熔成均匀液体，其适用期可达数周，用于浇铸、浸渍、层压、缠绕、涂层及粘结，也可作E型环氧树脂的稀释剂。
②H-71（6201或201），无色或淡黄液体，环氧值0．71。可用胺作中温固化，固化后有较高热变形温度，电性能好，耐紫外光和耐水性好。热膨胀系数小，可用于缠绕、层压、浇铸、涂料、粘合等，也可作E型环氧树脂的稀释剂。
③W-95（300↑#，400↑#），化学名称为二氧化双环戊烯基醚。是高沸点液体，经间苯二胺固化后，强度比E型环氧高50%，热变形温度可达235℃，延伸率高，约5%，适用于纤维缠绕FRP。
300↑#、400↑#、618↑#环氧树脂及其FRP的性能对比见表3-19。
（4）其他工业环氧树脂
①A-95（695↑#），化学名称：三聚氰酸环氧树脂。分子中含有三个环氧基团，固化后结构紧密。耐高温，能在200~250℃下长期使用，化学性能稳定，耐紫外线、耐候性、耐油性好。因分子中含氮约14%，遇火有自熄性。有良好的耐电弧性。树脂为琥珀色粘稠液体，与酸酐混合后成低粘度共熔物，工艺性好。
②聚丁二烯环氧（2000↑#），分子中含环氧基较多，为琥珀色粘稠液体，分子量800~900，易溶于苯、甲苯、乙醇、丙酮等。与酸酐或胺类起固化反应。固化后制品不易翘曲，分子中因含有双键，可用过氧化物引发交联，提高了耐热性。使用酸酐及苯乙烯后，固化后产物有优异的电绝缘性，有突出的冲击韧性，但固化后收缩率较大。用于浇铸、FRP粘结剂等，此类树脂用顺酐作固化剂，用过氧化物（BPO）作促进剂，制品热变形温度可从120℃提高到200℃。
若用作金属、橡胶及FRP的粘合剂，性能也很优良。
2000↑#FRP性能见表3-20。
③Ex-25，简称溴化环氧。由四溴双酚A与环氧氯丙烷缩聚而成，该树脂有自熄性，环氧值为0．32，挥发分＜1%，含溴量为24%~26%，因粘度偏大，要加入稀释剂501。
配方说明：
a．在配方中加入10%三水合氧化铝（Al↓2O↓3·3H↓2O）有抑烟效果，并离火即熄（48mm/30s），如果再加入1%~3%三氧化二锑，效果更好。
b．为了降低粘度，Ex-25可与E-51混合使用。当Ex-25用量占50%以上时，可达到自熄效果。其FRP弯曲强度在60℃下保留80%以上；在70℃以上，下降明显。
c．为了降低粘度，Ex-25也可与300↑#、400↑#混合使用。Ex-25用量为20%左右时，可达到自熄效果，用间苯二胺可室温固化，其FRP的弯曲强度在80℃时可保留80%以上。
40．环氧树脂的优缺点有哪些？
答：优点有以下几点。
①粘结力强，机械强度高。由于分子中有多种极性基团，如羟基（—OH）和醚基（—O—）。由于这些基团的极化，使环氧树脂分子与相邻物面产生电磁吸力，而环氧基与含有活泼氢的金属表面形成化学键粘结很牢，特别能与玻璃表面生成化学键，因此，粘结力特别强。因此，环氧树脂能与多种材料粘结，有“万能胶”之称。
②因固化时无小分子生成，故而密度大，固化时收缩率低，约2%。尺寸稳定，其蠕变性能比聚酯、酚醛低。
③耐腐蚀性良好。酚醛、聚酯都不耐碱，而环氧树脂耐碱较好，同时对酸和有机溶剂的抗腐蚀性也良好。用酸酐作固化剂时也能耐酸。
④耐热性较好。热变形温度比聚酯高。特别是热固化产品，通过改变固化剂，可大幅度提高热变形温度，有的热稳定性达到250℃以上，分子量越大，热稳定性越小。
⑤良好的电绝缘性。在超高频下和不同温度范围℃内有良好的电性能，在电机上可作F级绝缘材料。耐电弧、耐表面漏电性能好。
⑥耐水性好，室温下的吸水率约0．5%以下，经一个月高温作用，强度降低10%以下，可做防水防潮材料。
⑦固化成型方便。可在室温及接触压力下固化，也可在加热加压下固化成型，固化温度范围在5~180℃，环氧FRP压制温度为150~160℃，制品1mm厚加压时间为10~20min，但总的时间不少于45min。因固化剂品种多，给环氧的制品也带来多种性能。
⑧能耐大多数霉菌，所以能在较苛刻的热带条件下使用。
缺点有：①价格较贵；②树脂粘度较大（双酚A型），室温下多为高粘度液体或半固体，使用时要加稀释剂，一般不能用于喷射成型；③某些固化剂有毒（如脂肪胺类）；④脆性较大，常需加入增塑剂。
41．环氧树脂的固化机理如何？
答：在中性条件下环氧树脂是稳定的，在室温下可长时间贮存，即使在200℃下也不发生明显的化学变化，因此，未加固化剂前是热塑性的。但有固化剂存在时，环氧基和羟基可以与固化剂分子相互反应交联成三维网状结构。固化剂的作用可分为两种类型。
（1）反应型。即固化剂分子参与树脂交联反应，所以固化剂用量取决于固化剂和树脂的官能度，如伯胺（R—NH↓2）由氮原子上的氢和环氧基起开环反应。
比如用二元胺，则最终形成三维网状结构，因为环氧分子上的环氧基并非一个。
（2）催化型。即固化剂只促进树脂交联而不参与反应，因此用量很少。咪唑类属于催化型。
属于此类的有三乙基胺、三乙醇胺、苄基二甲胺（BDMA）、二甲基苯胺等。总之，环氧树脂的固化一般有三种方式：
①环氧基之间直接键合；
②环氧基和芳香族或脂肪族的羟基（—OH）键合；
③通过各种基团同固化剂交联。
由于固化后为不熔不溶的固体，不易进行化学分析，给研究固化机理带来了困难，而且存在着许多副反应。
42．环氧树脂固化剂的种类和性能有哪些？
答：品种很多，主要分为三类：胺类、酸酐类及高分子化合物类。
胺类固化剂对缩水甘油类（甘油醚类、甘油酯类、甘油胺类）环氧树脂（如E型、F型）反应较快。而对环氧化烯烃类环氧树脂（如R-122、300↑#、400↑#）反应慢。因此，要通过加热或加入酸性促进剂（如酚类、酸类、BF↓3络合物、酰胺类）来加速固化。酯类对反应起抑制作用。
胺类固化剂又分为脂肪胺（如乙二胺）和芳香胺（如间苯二胺）。用于室温固化，固化快，粘度低，故普遍使用，但一般有毒。芳香胺由于存在稳定的苯环，所以固化后的树脂热变形温度比脂肪胺在同等情况下高40~60℃，并且脆性也得以改善。但总的讲，胺类固化剂用量不能过多，否则反应快，使高分子链迅速终止，机械性能降低。
酸酐类固化剂是重要的一类，固化后产品机械强度、耐热、耐磨、耐辐射、耐酸性都比胺类好。易升华，有刺激性。热固化收缩小。缺点是大多需要加热固化，热处理温度一般大于150℃，由于酸酐固化剂固化慢，常常要加入叔胺类作为促进剂，叔胺的使用对固化物的性能影响很大，使热变形温度由39℃提高到54℃；使硬度由73提高到77左右；使吸水率由0．08%下降到0．07%；使在85℃，125℃，150℃水中经500h的失重分别由0．25%、0．68%、1．21%降低到0．12%、0．25%、0．12%；对电阻影响不大。
酸酐不仅是上述常用的缩水甘油醚型环氧树脂的固化剂，同时也是脂环族环氧树脂和环氧化二烯烃树脂的主要固化剂，这类环氧树脂与酸酐的反应比与胺类反应更快。
叔胺作固化剂时，用量5%~10%，固化速度快。作为酸酐促进剂用时，用量只需0．1%~3%。如三乙醇胺[N（C↓2H↓4OH）↓3]，用量10%，120~140℃处理4~6h。常用固化剂详见表3-21和表3-22。
大多数胺类固化剂使用期很短，如果用氟化硼与胺类的络合物，因两者络合得牢固，使胺不活泼，可是到FRP的热处理时，氟化硼游离出来，使胺类起了固化剂作用，所以称之为潜伏性固化剂。一般用量只需1%。如氟化硼乙胺络合物（BF↓3NCH↓2CH↓3，用量1%~5%，80℃混溶，120℃/4h，200℃/1h）。
NJ-1固化剂是较为新型改性胺固化剂，是低毒的粘稠状液体，室温固化，用量为15%~28%，夏季可适当少用并可用丙酮稀释，丙酮起缓凝作用，对于环氧酚醛树脂，可用无水酒精稀释。
咪唑及其衍生物，是广泛使用的环氧固化剂，优点是毒性小、配料容易、适用期长、粘度小、不染色、固化周期短，制品电性能、力学性能优良；缺点是价格贵，而且只适用于E型树脂。几种咪唑的性能见表3-23。
高分子类固化剂在手糊工艺中很少用，主要用在热压成型、缠绕热固化成型，如酚醛树脂（616）可与E型环氧以1∶1或4∶6混合，加入溶剂（如酒精），浸渍玻璃布，然后烘干，适用期可达几个月再进行压制或卷管（干法）。
又如，用胺值200~300的聚酰胺树脂来改善环氧树脂的脆性，如650↑#、651↑#聚酰胺树脂。
几种高分子类固化剂见表3-24。
43．何谓环氧基含量、环氧值及环氧当量？
答：（1）环氧基含量是指环氧树脂每一个分子中环氧基的百分含量。
（2）环氧值是指100g环氧树脂中含有环氧基的当量数。
环氧值是环氧树脂的主要指标，树脂型号就是按照环氧值的不同来划分的。由于分子聚合度不同，分子量往往取平均值，环氧值也是计算固化剂用量的主要依据。
（3）环氧当量。即环氧分子中与每一个环氧基当量数所相当的环氧分子量。
44．胺类、酸酐类固化剂用量如何计算？
答：（1）伯胺、仲胺用量计算方法
100g树脂中固化剂用量（g）=胺的分子量/氨基上活泼氢的总数×环氧值
举例：如环氧值为0．4，用乙二胺（H↓2—CH↓2—CH↓2—NH↓2）作固化剂，乙二胺的分子量为60，氨基上的活泼氢原子总数应为4，故100g该环氧中，乙二胺的计算用量为：
60/4×0．4=6（g）
根据经验规定：实际用量应比计算用量大10%，故实际用量=6+6×10%=6．6（g）
对于叔胺固化剂，因对环氧有催化和固化双重作用，其用量由实验确定为5%~15%。
（2）酸酐用量的计算方法
100g环氧树脂中酸酐用量（g）=K×酸酐分子量×环氧值/酸酐分子中酸酐基团数
其中：K为经验常数，即酸酐与环氧树脂物质的量的比值，范围在0．6~1之间，如：
例如：环氧值为0．4的环氧树脂，用苯酐作固化剂，苯酐分子量为148，苯酐基团数为2，故100g该环氧树脂中苯酐计算用量为：0．85×1．48×0．4/2=25．16（g）
45．为了减少毒性，如何使用胺类固化剂的预配料？
答：在环氧FRP的生产中，胺类固化剂的挥发以及对工人的影响是众所周知的。为了最大限度地改善这一状况，同时由于用料较多的大面积施工的需要，可以用环氧-胺固化剂的预配料。
做法是：（1）根据当时的施工要求，首先确定胺的用量，比如乙二胺要求用量为10%，配制方法为两步：
第一步 将下列原料（质量份）称量，可用三口玻璃烧瓶作容器，搅拌混合均匀。
第二步 称量乙二胺100份（如果乙二胺纯度小于100%应折算成100%的相当量），在搅拌下徐徐加入到上面的混合溶液中，即为预配料。要求：①操作人员要戴口罩手套；②环境要通风，最好在通风橱内进行；③容器要在冷水浴中，控制反应温度≤40℃。
（2）搅拌均匀后，装入瓶中备用，可储存在三个月以上。
（3）使用时，取预配料4份（质量）加入到9份环氧树脂中，搅拌均匀即可施工。如果需要加入填料，可在最后加入，搅拌均匀再用。
如果固化剂用的是间苯二胺，而且用量定为14%，则在上述的配制第二步中加入的固化剂不是100份，而是140份。其他操作要求相同。
反应机理：因为预配料中固化剂和环氧树脂是1∶1配成的，由于环氧用量不足，不会固化，胺中只有部分活泼氢参加了反应，只能形成线型结构。剩下的活泼氢只好等正式配料时，环氧树脂再次加入后，才能继续反应，形成体型结构。
46．环氧树脂用的稀释剂有哪些？
答：为了降低环氧的粘度，便于施工，特别是低温下成型，常常要加入稀释剂，但是加入稀释剂后FRP的物理性能要降低，热稳定性及硬度要降低。稀释剂分为以下两种类型。
（1） 非活性稀释剂。是指稀释剂本身不参与固化反应，仅起降低粘度的作用，用量一般为5%~15%，在固化过程中大部分逸出，从而增加了树脂的收缩率，并降低了制品的各种性能，因此，尽可能少用或不用非活性稀释剂。表3-25列出了常用的非活性稀释剂。
挥发性：指在25℃时挥发5ml所需的时间。
（2）活性稀释剂。是指稀释剂参与固化反应，因为活性稀释剂中含有环氧基，除了降低树脂粘度而且改善了树脂工艺性能外，还起到增塑作用。活性稀释剂一般都有毒，使用要注意。而且固化剂用量应通过小样试验来重新确定。表3-26列出了常用的活性稀释剂。
注：1．其中501#、662#、512#的毒性和刺激性在同类中最小。
2．662#稀释剂用量约20%，固化剂应相应增加，增加数量为每加100g662#，需加入相当于634环氧150g的固化剂的用量。690#、510#、500#以及环氧辛烷、环氧乙基醚等稀释剂的用量一般为10%~15%，固化剂相应增加数量，同样每加100g，需分别加入相当于634环氧150g、180g、200g、180g、200g的固化剂用量。
47．环氧树脂用的增塑剂（又称增韧剂）有哪些？
答：E型环氧树脂固化后的产物韧性往往较差，所以常常加入一些增塑剂，增塑剂也分为活性和非活性两种。
（1） 非活性增塑剂。因不带活性基团，不参加固化反应，加入后主要是降低粘度，并改善树脂固化体系的脆性。缺点是：有的与环氧混溶性较差，固化时有析出倾向。而且制品刚性、耐热性有所降低。一般用量为5%~20%。常用的非活性增塑剂列于表3-27中。
（2）活性增塑剂。含有活性基团，参与固化反应，改善了环氧的脆性，提高了树脂的冲击强度和延伸率。这类增塑剂主要是单官能团的环氧化植物油，以及多官能的热塑性聚酰胺树脂、聚硫橡胶、聚酯等。下面分别介绍几种增塑剂。
①聚酰胺树脂（650或651）。作固化剂使用时用量变化幅度较大，胺值为200的聚酰胺，用量为树脂重量的80%；胺值为300的，用量为45%。另外，由于聚酰胺室温下粘度大，所以常和粘度小的环氧树脂合用。固化条件可取65℃/3h后，150℃/30min。
②聚硫橡胶。可与胺类一起作固化剂。黄色粘稠液体，用量为30%~300%，70℃下可固化。表3-28列出了各种类型聚硫橡胶的性能。
③聚丁二烯环氧树脂。固化后韧性较好，常用来改善E型环氧树脂的脆性。
④聚环氧丙烷橡胶。添加在E型环氧树脂中，可使E型环氧冲击强度提高30倍。
⑤不饱和聚酯树脂。韧性好的聚酯常用作环氧树脂的增韧剂。可与环氧基起反应，提高制品冲击性能，但耐热性及弯曲、压缩强度稍有降低。其他可作环氧树脂固化剂的还有：液态聚氨酯与芳香族二元胺配合；丁腈橡胶与顺酐；丁苯橡胶与聚丁二烯环氧树脂等。
48．常用的环氧FRP粘结剂配方有哪些？
答：不论何种树脂的应用，都不存在一成不变的万能配方，真正好的、适用的配方，只能根据实际需要以及对材料性能的熟悉来进行选择，就像中医开的药方一样，必须对症下药，而且要有综合效果。其中经验是最宝贵的。表3-29和表3-30列举一些配方作为参考，更好的配方有待生产者自己去摸索。
注：1．在环氧FRP中，可以不加增塑剂；
2．乙二胺/丙酮中丙酮的作用，主要是为了使乙二胺稀释，减少发烟，也便于乙二胺在树脂中分散。丙酮本身又可作稀释剂，起缓凝作用。
3．表中的固化剂任选一种，用量应根据施工条件先做小样来确定。
（四）不饱和聚酯树脂
50．什么叫不饱和聚酯树脂？
答：“树脂”是广义的，前面已讲过。“聚酯”是相对的“酚醛”“环氧”等树脂而区分的、含有酯键的一类高分子化合物。聚酯树脂的原料有两类，一类是二元醇，另一类是二元酸（或酸酐），两者经过缩合反应生成聚酯树脂。当所用二元酸中有含双键的不饱和酸掺进来时，那么就在聚酯树脂中引入了不饱和双键，此时就叫做不饱和聚酯树脂，习惯上简称为聚酯。这样，在FRP所用的树脂中，聚酯和酚醛、环氧等树脂就平起平坐了，而且坐了首席。因为它在工艺等方面有突出的特点，在FRP中用量最多。在国外，FRP中用的树脂，聚酯占80%。
在聚酯中，因为有了双键存在，具有不饱和性，这样就具备了继续进行化学反应的条件，也就为成型FRP带来了条件。如果用饱和二元酸和二元醇缩聚所得的聚酯，这是线型的饱和聚酯，称为热塑性聚酯，如用于制造涤纶，即“的确良”的聚对苯二甲酸乙二酯。如果用饱和二元酸和三元醇缩聚，其产物称为醇酸树脂，如聚邻苯二甲酸丙三酯，主要用于油漆。
51．聚酯树脂的生产流程如何？
答：生产设备及流程，将二元醇和二元酸按比例以一定数量投入反应釜，然后将夹套内的热载体加热到200℃以上，使之反应。当反应到一定程度时，将反应生成的水从冷凝器中放出，使反应不可逆，最后生成树脂。反应终点主要靠测其反应物的酸值来确定，然后乘热将树脂放进稀释釜中，在70℃时加入苯乙烯搅拌均匀后过滤装桶入库。
未加苯乙烯的纯聚酯，在室温下大都为半固体状，个别的如184软化点较高，以粉状出售。我们通常所说的用于湿法成形的聚酯树脂，都是含有活性单体苯乙烯的不饱和聚酯树脂溶液。
52．聚酯的生成原理是什么？
答：FRP制造者了解一下树脂的生成原理是必要的。这里只作简单介绍，聚酯如何生成？不妨这样来认识：
这些都是化学反应，都是通过分子中的基团进行反应的，比如，不饱和二元酸中的羧基（—COOH）和二元醇中的羟基（—OH）进行酯化反应而生成不饱和聚酯和水。
树脂生产者都知道，在反应过程中，水的去除有利于反应进行，使反应不可逆。但何时去除，何时停止，决定了反应终点（酸值），关系到树脂分子的大小。
（1） 二元酸
① 饱和二元酸。如：邻苯二甲酸酐，简称苯酐。
② 不饱和二元酸。如：顺丁烯二酸酐，简称顺酐（又称马来酸酐或失水苹果酸酐）。
现以二元酸和二元醇为例来示意醇和酸的酯化反应机理。醇的羟基（—OH）和酸的羟基（—COOH）是容易发生酯化反应的两个活泼性基团。从醇和酸的分子式中还可看到：除两端有活性基团以外，分子中间的烃链部分都是由碳（C）和氢（H）组成的。这部分有的是直链；有的带有苯环；有的含有双键。这些差异，对反应生成的树脂的性质有很大的影响。现用符号HO—[mm]—OH（A）表示二元醇分子，用符号HOOC[—]COOH（B）表示饱和二元酸分子，用符号HOOC[=]COOH（C）表示不饱和二元酸分子。
若以一个A和一个C进行酯化反应，则生成含有酯键的酯和水：
①不饱和二元酸比例增加，树脂分子链中的双键数目也增加，则树脂的刚性、硬度、耐热性都得到提高，但是弹性及拉伸强度要降低。
②饱和二元酸用量增加能提高树脂的弹性，因为使双键之间的距离加大了，即双键的密度降低了，树脂的柔性提高，和交联剂的共容性也增加。
③醇的用量是根据所有酸的用量，按一定物质的量（摩尔）比决定的。但醇的品种对树脂分子链长短有很大关系，如乙二醇分子的烃链[mm]部分只有2个碳，可是196#树脂用的一缩乙二醇，在[mm]中有4个碳，这样可使双键密度减少，柔性增加，耐热性下降。作为拉丝浸润剂用的SR-1聚酯，用的是多缩乙二醇，分子量约400，这种树脂能溶于水。
④聚酯中的双键即不饱和性来自顺酐或丙烯基，如果没有双键引入分子链中，则树脂不能称为不饱和聚酯，也就不会起交联反应。
⑤聚酯的原料有上万种、可用于生产树脂的也有上百种。聚酯的性能可根据原料的品种，性质及用量来进行人为的设计。
53．常用聚酯树脂的品种、规格、性能、用途如何？
答：常用聚酯树脂品种很多，按其性质区分有通用的、耐腐的、耐热的、阻燃的、低收缩的等等，按其化学结构区分有顺酐型、丙烯酸环氧酯型、丙烯酯型等等，随着FRP的生产需要，各种新型树脂不断出现。
随着技术进步、产品及工艺上的需要，胶衣树脂的品种随之越来越多，有的专用于手涂，有的专用于喷涂。目前基本上分为邻苯型和间苯型两大类，比较之，间苯型优于邻苯型。像不饱和树脂一样：即使同一品种类型的，各生产厂家往往各有自己的牌号。此外，胶衣树脂还有一些专用胶衣，如模具胶衣、阻燃胶衣（OI≥30）、食品级胶衣等。因此FRP生产厂家应当根据自己的需要而选用。而且认为合用时，最好不要经常更换原料供应渠道。
54．国内常用的聚酯树脂有哪些类型？
答：目前国内所用的聚酯树脂基本上都是从国外引进的牌号，选择余地很大。表3-34中所列的诸品种，最早是253厂从英国斯高巴特公司引进的，后来此生产技术传入国内诸多厂家。自我国改革开放以来，又陆续出现了数家中外合资及从国外引进的多家树脂生产企业，如，美国的秀马树脂，德国的巴斯夫树脂，芬兰的耐斯迪树脂等等。虽然树脂来自不同国度，各有各的牌号，各有自己的特点，但是从总体看，有很多牌号只是大同小异，有的甚至是完全相同的。
55．属于聚酯范畴的树脂还有哪些类型？
答：除上述的顺酐型聚酯以外，下列三种树脂因端基有双键、主链中含有酯键，因此可列为不饱和聚酯树脂。
（1）丙烯酸聚酯
甲基丙烯酸聚酯属于此类，如309#是由甲基丙烯酸、苯酐、二缩三乙二醇反应而得，311#是由甲基丙烯酸、甘油、苯酐反应而得。这类树脂耐热略高于一般聚酯，粘度较小。
（2）丙烯酸环氧树脂（乙烯基酯树脂）
通常是由不饱和一元酸（丙烯酸）和环氧树脂反应而生成的环氧丙烯酸类聚酯。如3144#可单独进行固化，也可溶解在苯乙烯等单体中使用。优点是延伸率高，耐热，浇铸体在最佳状况下热变形温度达150℃。机械性能接近环氧，耐腐性优于聚酯，耐酸性超过胺固化的环氧，耐碱性超过酸酐固化的环氧，也超过聚酯，粘度低，对环纤浸润好。
（3）丙烯酯树脂
单体名称叫邻苯二甲酸二丙烯酯，简称DAP，反应活性比乙烯或丙烯酸类单体要低，即使存在催化剂也不能使之室温固化。广泛用于聚酯模塑料。DAP可与聚酯配合使用；若单独使用，可将DAP预聚成预聚液，其中所含的β聚合体叫DAPP，也可市购，固体含量约20%，聚合度约10~20，如果将预聚体再度交联聚合就成为不熔不溶的γ聚合体，即体型结构（叫PDAP）。
FRP成型用胶液配制方法是：将DAP100份加热到50℃以下加入干燥过的BPO4份。如果预聚液超过50℃，容易迅速转变为γ聚合体（凝胶），因此，应在50℃以下搅拌至BPO完全溶解。因为DAPP粘度小，FRP成型时容易流胶，所以有时要在预聚液中加入部分固化预聚体（PDAP）。
FRP的成型方法一般用湿法成型，与聚酯FRP基本相同，不同点是DAP的FRP手糊后，可用袋压法生产，压力约0．4~0．5MPa，如天线罩等制品多用此法。
56．聚酯树脂的检验指标有哪些？
答：各项指标是表示树脂好坏的重要标志，特别是酸值、粘度、固化含量、凝胶时间及外观等。生产树脂的厂家应按此指标检验出厂，并连同合格证提供给使用单位；作为使用单位，为保证产品质量，可根据需要决定自己的抽检项目，特别是酸值、粘度、以及凝胶时间是用户经常希望检测的四项指标。具体测试方法可参考有关标准。
（1）酸值 前面已介绍过，有机酸是聚酯的原料之一，反应终点是由剩下的羧基（—COOH）多少决定的。分析方法是用酸碱中和方法取约1g树脂，用KOH来滴定，以消耗KOH质量（mg）来表示酸值，单位是mgKOH/g树脂。
（2）粘度 影响粘度有四个因素：①树脂反应的终点，聚合度大则分子量大，粘度也大；②树脂久存，特别是温度高时，会逐步凝胶、交联，固体含量也相应增加，因而粘度也要增加；③由于苯乙烯用量少或保存中挥发过多也会导致树脂粘度增加；④粘度还随着温度的降低而增大，粘度过大，给FRP成型带来不便，并使含胶量增加。
聚酯树脂的粘度分为高粘度（2 ±0．5）Pa·s，中粘度（1．1±0．1）Pa·s，低粘度（0．3±0．05）Pa·s，手糊FRP用的是低粘度树脂。
一般用4#杯在25℃时从杯底小孔漏尽树脂所需的时间（s）来表征粘度，4#杯容量为100ml，漏嘴直径为4mm。目前常用的是NOJ-1型旋转粘度计来测粘度，单位是mPa·s。
（3）凝胶时间 树脂固化速度的快慢直接关系到手糊工艺操作。一般用100g树脂加入固化剂H、促进剂E在25℃下出现树脂凝胶的时间（min）表示。FRP中树脂的凝胶时间并不和纯树脂的凝胶时间等同，对于5~6mm厚的中等厚度的FRP来说，其凝胶时间大约是树脂凝胶时间的3~4倍。
也有人用5g树脂加入BPO后，放在预热到90℃的电热板上，用刮刀不停地搅动树脂，直至出现凝胶并失去流动性即向上挑不起丝状为止，用秒表记下时间，此为凝胶时间。
在工厂里，有时在施工前，做小样试验（小块FRP）来观察凝胶时间。
（1） 固化含量 因苯乙烯含量不同，对酸值和粘度产生了影响，使之无法比较，此时测其固体含量来考察树脂的性质就很必要了。方法是：在直径为7cm的小铝盘中称取1．5~2g树脂（精确至0．002g），利用树脂流动性，使树脂均匀摊于盘底，然后送入（150±2）℃的烘箱中烘1h，取出于干燥器中冷至室温称其重，用下式计算固体含量：
同一样品最少做2次。同一试验结果允许误差为±1%，超出此误差范围，试验须重做。由于可能会有少量单体保留着没有挥发，因此准确性约95%。
FRP生产厂家对聚酯树脂具备一定分析手段是必要的，分析方法要按操作规程进行，分析人员要经过训练。
57．聚酯树脂的存放应注意哪些问题？
答：①树脂都是可燃的。阻燃树脂也是难燃，并非不燃，因此必须离开火源。
②所有液态聚酯都含有苯乙烯等交联剂，容易挥发，不仅污染空气，而且容易造成树脂组分的比例失调、固化不良，因此，必须密封。
③光和热容易造成聚酯凝胶和固化。如将树脂直接暴露在日光下，一般2天就会凝胶，因此聚酯不宜储存在无色玻璃瓶中，应储存在金属桶中放在阴暗通风处。
④在较高温度下，即使数天也要显著降低贮存寿命，一般聚酯都规定在20℃时可保存6个月（从生产之日算起）。因此，聚酯应尽量保存在低温下（包括在冷库内），要经常检查贮存期是否超过，并要做到先进（货）先用。如按上述条件贮存，基本上是安全的。一般而言，只要树脂能从桶中倾注出来，还是可以使用的。但是，能用不等于合格。
