书城科普读物科学我知道-Why化学
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第37章 为什么玻璃钢比钢硬、比铝轻?

在一般人看来,玻璃钢是玻璃和钢的混合物。其实,这是误解,玻璃钢之所以称为钢,是因为它的强度超过了碳钢,而且只有同体积钢重的1/5,比铝还轻。这其中的奥秘是什么呢?

玻璃钢是把热固性树脂涂到玻璃纤维或玻璃布上,再经加工成型制成的。为了使一块玻璃各处的强度一致,就必须把玻璃钢中的玻璃纤维分布均匀。说是好说,但要做起来并不那样简单。人们想了许多方法来解决这个问题,但不管如何缠绕、编织或压制,玻璃钢在不同方向上的强度还是有一些差别。

此外,大多数合成高分子物质与玻璃纤维并不“亲密”,当受到外力作用时,就会暴露出容易分离的弱点。对此,人们考虑如何促进它们之间紧密团结、牢不可破的友谊。

人们从珍珠—生物复合材料中得到启示,珍珠是由90%~95%的碳酸钙和1.0%~5%的蛋白质构成的。这两种物质不是简单的机械混合,而是有机地结合。人们为此研究出了称做“偶联剂”的化学物质。这种化学物质有种特殊本领,既和无机分子亲密,也和有机分子相好。

这样“偶联剂”如同有“两只手”,一只手专拉无机分子,另一只手则拉着有机分子,通过第三者使无机分子和有机分子“紧密地团结在一起”,从而大大提高了强度。

玻璃钢是由玻璃纤维和合成树脂的结合物,因此,它继承了玻璃和塑料的优良品质,又在一定程度上克服它俩各自弱点。这决定着它质量轻,只有相同体积钢重的1/5,比铝还轻,但是强度超过了碳钢。

玻璃纤维和合成树脂都是比较稳定的物质,具有优良的化学性能,所以它们制成的玻璃钢不易受潮,不锈,不烂,而且不导电、不导热。因此,玻璃钢问世之后,受到许多行业人士的重视,在许多领域中发挥着作用。