玻纤类型对玻璃钢防腐蚀性能的显著影响
杨莹编译
(上海玻璃钢研究院有限公司，201404上海)

摘　要

　　由于金属价格上涨．工程师和终端客户们越来越多地在腐蚀环境下使用玻璃纤维增强聚合物。在许多实例中．玻璃纤维增强聚合物的成本更低，具有杰出的性能，而且质量不亚于高成本的合金。
　　近期在美国发表的多篇文章都非常关注几家燃煤发电厂，它们在烟道脱硫装置中均采用了合金钢零件。烟道气脱硫装置能够去除污染物质，但电厂不得不花费几百万美元来维修易腐蚀的合金钢。电厂使用玻璃钢之后，取到了很好的效果。在能源、采矿、化学加工和其它需求市场上，玻璃钢越来越多地应用于腐蚀环境中。

1　选用适当的玻纤类型

　　玻璃纤维增强材料的类型对玻璃钢在腐蚀环境下应用的性能表现起着至关重要的作用，因此选择合适的玻璃纤维材料是很必要的，以确保其防腐蚀性能满足特定环境的要求。现今市场上有多种玻璃纤维增强材料可供选择(表1)，使用适当的玻纤类型将提高玻璃钢应用的性能，并且能降低失败的风险。

2　腐蚀环境

　　面对腐蚀环境，玻璃纤维增强材料在玻璃钢应用中起着重要作用。它们提供玻璃钢部件所需的机械结构(强度和刚度)，并且能够优化防腐蚀性能。如果选用了不适当的玻纤类型，腐蚀性的化学成分与纤维接触后，能够分解纤维，破坏树脂粘接，大大降低结构性能。

　　上述扫描电镜图片显示出复合材料中不同的玻璃纤维类型暴露在含10％硫酸的环境下三个月后的反应。根据《复合材料的老化》一书，在腐蚀性的环境中，气态或液态的化学成分能够接触到玻璃钢部件成品结构部分中的玻璃纤维，多种因素能够导致该部件过早报废，这些因素包括：固化不足、扩散、渗透、外加应力、脆化、微破裂、碰撞、热梯度、压力梯度和时间。

3　玻纤的选择

　　如何决定应该使用哪种玻纤呢?与为特定的化学环境选择适当的树脂类型相似，必须为隔离腐蚀层(若选用玻纤表面)、短切无捻粗纱或毡部分以及玻璃钢部件的结构部分选择合适的玻璃纤维。
　　欧文斯科宁公司发布了业内本《玻璃纤维增强材料耐化学指导》，帮助终端客户、工程师和制造商为一些常见的化学环境指定或选择合适的玻纤类型。需下载该指导，请访问欧文斯科宁公司Advantex®网站：http：//owenscorning.com／composites/a boutadvantex.asp。以下是部分实例：
　　(1)氯化铁：玻纤空重损耗测试表明，Advantex®玻纤在氯化铁环境下性能良好，可考虑用于隔离腐蚀层的毡部分和结构部分。而标准E玻纤不适用于任何应用部件，因为当其遭到氯化铁的破坏时，损耗超过37％的重量(见图3)。

　　(2)盐酸：如图4所示，玻纤空重损耗测试和欧文斯科宁公司进行的压力腐蚀测试表明，C玻纤应当用于隔离腐蚀的表面层(若选用玻纤表面)，Advantex®应当用于隔离腐蚀的短切或毡部分，也可用于暴露在盐酸环境下的玻璃钢部件的结构部分。标准E玻纤表现较差，不应当在这里使用。

4　无硼玻纤

　　Advantex®玻纤是已经取得权的无硼玻纤配方，既是一种耐腐蚀的E-CR玻纤，也是一种E玻纤。该玻纤材料经开发后具有下列性能：与标准E玻纤和E-CR玻纤相比，机械性能有所提高；与标准E玻纤相比，耐腐蚀性能有所提高，均满足ASTM D 578 4.2.4和ISO 2078标准。
　　欧文斯科宁公司于1996年开发出Advantex®玻纤，经证实是用于腐蚀环境下的玻璃钢中性能佳的玻璃纤维类型。Advantex®玻纤在各地区均有生产，能够给当地客户提供必要的产品类型。多个行业标准均对在腐蚀环境下用于玻璃钢的玻纤类型进行了介绍，其中一个标准是ASTM D 578(玻璃纤维丝标准规格)的第4.2.4章节。该标准规定，“E-CR玻纤”用于改良后的无硼E玻纤复合材料，可提高耐酸性腐蚀性能。国际标准ISO 2078(玻璃纤维名称)的第4.1.1章节规定了在特定环境下通常建议使用的玻纤类型一览表(表2)。

5　玻璃钢的规格标准
　　许多终端客户和工程公司对其玻璃钢的规格标准进行了调整，与应用于腐蚀环境下的玻璃钢中的标准E玻纤、Advantex®玻纤或E-CR玻纤的标准相差甚远。因为玻璃钢的结构强度依赖于玻纤增强材料，所以使用一种在多种环境下都具有较好的耐化学性能的玻璃纤维增强材料会降低风险，提高整体性能。
　　Advamex®和E-CR玻纤更多地指定用于采矿、烟道气脱硫、化学加工、灌溉和排污以及许多其他工业过程中。
　　该玻纤材料在涉及高压电流的领域中也有优势。“用于高电压中的Advantex®玻纤的主要优点在于它不含硼，“欧文斯科宁公司的产品工程师Byrd Hennessee说，“高压线周围会产生电晕效应，它会破坏玻纤中的硼，出现电气行业所称的‘脆性断裂’现象，这意味着含硼的部件会变弱，结构遭受破坏。由于Advantex®不含硼，所以不易发生这种脆性断裂现象。”