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熱固性樹脂基等復合材料的發(fā)展和應(yīng)用

2009-06-05 來源:絲網(wǎng)印刷 瀏覽數(shù):2889

    1971年以前我國的熱固性樹脂基復合材料工業(yè)主要是軍工產(chǎn)品,70年代后開始轉(zhuǎn)向民用。從1987年起,各地大量引進國外先進技術(shù)如池窯拉絲、短切氈、表面氈生產(chǎn)線及各種牌號的聚酯樹脂(美、德、荷、英、意、日)和環(huán)氧樹脂(日、德)生產(chǎn)技術(shù);在成型工藝方面,引進了纏繞管、罐生產(chǎn)線、拉擠工藝生產(chǎn)線、SMC生產(chǎn)線、連續(xù)制板機組、樹脂傳遞模塑(RTM)成型機、噴射成型技術(shù)、樹脂注射成型技術(shù)及漁竿生產(chǎn)線等,形成了從研究、設(shè)計、生產(chǎn)及原材料配套的完整的工業(yè)體系,截止2000年底,我國熱固性樹脂基復合材料生產(chǎn)企業(yè)達3000多家,已有51家通過ISO9000質(zhì)量體系認證,產(chǎn)品品種3000多種,總產(chǎn)量達73萬噸/年,居世界第二位。產(chǎn)品主要用于建筑、防腐、輕工、交通運輸、造船等工業(yè)領(lǐng)域。在建筑方面,有內(nèi)外墻板、透明瓦、冷卻塔、空調(diào)罩、風機、玻璃鋼水箱、衛(wèi)生潔具、凈化槽等;在石油化工方面,主要用于管道及貯罐;在交通運輸方面,汽車上主要有車身、引擎蓋、保險杠等配件,火車上有車廂板、門窗、座椅等,船艇方面主要有氣墊船、救生艇、偵察艇、漁船等;在機械及電器領(lǐng)域如屋頂風機、軸流風機、電纜橋架、絕緣棒、集成電路板等產(chǎn)品都具有相當?shù)囊?guī)模;在航空航天及軍事領(lǐng)域,輕型飛機、尾翼、衛(wèi)星天線、火箭噴管、防彈板、防彈衣、魚雷等都取得了重大突破。
    熱塑性樹脂基復合材料
    熱塑性樹脂基復合材料是20世紀80年代發(fā)展起來的,主要有長纖維增強粒料(LFP)、連續(xù)纖維增強預浸帶(MITT)和玻璃纖維氈增強型熱塑性復合材料(GMT)。根據(jù)使用要求不同,樹脂基體主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等熱塑性工程塑料,纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維等一切可能的纖維品種。隨著熱塑性樹脂基復合材料技術(shù)的不斷成熟以及可回收利用的優(yōu)勢,該品種的復合材料發(fā)展較快,歐美發(fā)達國家熱塑性樹脂基復合材料已經(jīng)占到樹脂基復合材料總量的30%以上。
    高性能熱塑性樹脂基復合材料以注射件居多,基體以PP、PA為主。產(chǎn)品有管件(彎頭、三通、法蘭)、閥門、葉輪、軸承、電器及汽車零件、擠出成型管道、GMT模壓制品(如吉普車座椅支架)、汽車踏板、座椅等。玻璃纖維增強聚丙烯在汽車中的應(yīng)用包括通風和供暖系統(tǒng)、空氣過濾器外殼、變速箱蓋、座椅架、擋泥板墊片、傳動皮帶保護罩等。
   滑石粉填充的PP具有高剛性、高強度、極好的耐熱老化性能及耐寒性。滑石粉增強PP在車內(nèi)裝飾方面有著重要的應(yīng)用,如用作通風系統(tǒng)零部件,儀表盤和自動剎車控制杠等,例如美國HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的吸音天花板和轎車的搖窗升降器卷繩筒外殼。
    云母復合材料具有高剛性、高熱變形溫度、低收縮率、低撓曲性、尺寸穩(wěn)定以及低密度、低價格等特點,利用云母/聚丙烯復合材料可制作汽車儀表盤、前燈保護圈、擋板罩、車門護欄、電機風扇、百葉窗等部件,利用該材料的阻尼性可制作音響零件,利用其屏蔽性可制作蓄電池箱等。
    我國的熱塑性樹脂基復合材料的研究開始于20世紀80年代末期,近十年來取得了快速發(fā)展,2000年產(chǎn)量達到12萬噸,約占樹脂基復合材料總產(chǎn)量的17%,,所用的基體材料仍以PP、PA為主,增強材料以玻璃纖維為主,少量為碳纖維,在熱塑性復合材料方面未能有重大突破,與發(fā)達國家尚有差距。
    我國復合材料的發(fā)展?jié)摿蜔狳c
    我國復合材料發(fā)展?jié)摿艽?,但須處理好以下熱點問題。

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