玻璃钢

玻璃钢（美式英语）或fiberglass（英联邦英语）是一种常见的使用玻璃纤维的纤维增强塑料。 纤维可以随机排列，压平成称为短切原丝毡的片材，或编织成玻璃布。 塑料基质可以是热固性聚合物基质——最常见的是基于热固性聚合物，例如环氧树脂、聚酯树脂或乙烯基酯树脂——或热塑性塑料。

它比碳纤维更便宜、更灵活，按重量计比许多金属更坚固、非磁性、不导电、对电磁辐射透明、可以塑造成复杂的形状，并且在许多情况下具有化学惰性。 应用包括飞机、船只、汽车、浴缸和外壳、游泳池、热水浴缸、化粪池、水箱、屋顶、管道、覆层、矫形铸件、冲浪板和外部门皮。

玻璃纤维的其他常见名称是玻璃纤维增强塑料 (GRP)、玻璃纤维增强塑料 (GFRP) 或 GFK（来自德语：Glasfaserverstärkter Kunststoff）。 由于玻璃纤维本身有时也被称为玻璃纤维，因此复合材料也被称为玻璃纤维增强塑料（FRP）。 本文将按照惯例，玻璃纤维是指完整的纤维增强复合材料，而不仅仅是其中的玻璃纤维。

碳纤维增强聚合物是一种类似的复合材料，其中增强材料是碳纤维。

玻璃纤维的生产已有数百年历史，但最早的专利于 1880 年授予美国的普鲁士发明家 Hermann Hammesfahr（1845-1914 年）。

玻璃原丝的大规模生产是在 1932 年意外发现的，当时欧文斯-伊利诺伊州的研究员 Games Slayter 将压缩空气射流对准熔融玻璃流并生产出纤维。 这种生产玻璃棉的方法的专利于 1933 年首次申请。欧文斯于 1935 年加入康宁公司，欧文斯科宁采用该方法于 1936 年生产其获得专利的玻璃纤维（拼写为一个 s）。最初，玻璃纤维是 一种含有大量气体的纤维玻璃棉，使其可用作绝缘体，尤其是在高温下。

杜邦公司于 1936 年开发了一种适合将玻璃纤维与塑料结合以生产复合材料的树脂。 现代聚酯树脂的始祖是 1942 年的 Cyanamid 树脂。那时使用的是过氧化物固化系统。 随着玻璃纤维和树脂的结合，材料中的气体含量被塑料所取代。 这将绝缘性能降低到塑料的典型值，但现在复合材料首次显示出巨大的强度和作为结构和建筑材料的前景。 许多玻璃纤维复合材料继续被称为玻璃纤维（作为通用名称），该名称也被用于含有气体而不是塑料的低密度玻璃棉产品。

Owens Corning 的 Ray Greene 因在 1937 年生产出xxx艘复合材料船而受到赞誉，但由于所用塑料的脆性，当时没有进一步推进。 据报道，1939 年俄罗斯建造了一艘塑料材料的客船，美国建造了飞机的机身和机翼。 xxx辆采用玻璃纤维车身的汽车是 1946 年的 Stout Scarab 原型车，但该车型并未投入生产。

与用于绝缘的玻璃纤维不同，为了使最终结构坚固，纤维的表面必须几乎完全没有缺陷，因为这可以使纤维达到千兆帕的拉伸强度。 如果大块玻璃没有缺陷，它的强度将与玻璃纤维一样； 然而，在实验室条件之外生产和保持无缺陷状态的散装材料通常是不切实际的。

制造玻璃纤维的过程称为拉挤成型。 适用于增强材料的玻璃纤维制造工艺是用大型熔炉将硅砂、石灰石、高岭土、萤石、硬硼酸钙石、白云石等矿物逐渐熔化，直至形成液体。 然后通过衬套（喷丝板）挤出，这些喷丝板是一束非常小的孔（无碱玻璃的直径通常为 5-25 微米，S 玻璃的直径通常为 9 微米）。

然后用化学溶液对这些细丝进行上浆（涂覆）。 单根长丝现在被大量捆扎起来以提供粗纱。 细丝的直径和粗纱中细丝的数量决定了它的重量，通常用两个测量系统之一表示：

• • 产量，或每磅码数（一磅材料中纤维的码数；因此数字越小意味着粗纱越重）。 标准产量的例子有 225 产量、450 产量、675 产量。
  • tex，或克每公里（1 公里粗纱的重量是多少克，从产量倒过来；因此数字越小意味着粗纱越轻）。 标准特克斯的例子有 750tex、1100tex、2200tex。