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高强玻纤逐渐成为复合材料行业热点

高强玻纤逐渐成为复合材料行业热点

发布日期:2018-03-03 作者: 点击:


     近年来,随着世界各国对能源危机和环境保护的日益重视,高强度高模量玻璃纤维应运而生,并以其优异的力学性能、相对较小的比重、合适的生产成本,成为复合材料行业研究与开发的热点和重点。


    据中国地质大学材料科学与化学工程学院教授韩利雄介绍,高强度高模量玻璃纤维可追溯到1968年面世的S玻纤,它是为了满足当时的军事需要而研制的,如日本的“T”纤维、俄罗斯的“BMⅡ”纤维、法国的“R”纤维和中国的“HS”系列纤维。与传统E玻璃纤维相比,高强度高模量玻璃纤维在拉伸强度、弹性模量、抗冲击性能、耐高温性能、耐腐蚀性能、电绝缘性和介电性能等方面都具有明显优势。而且,相对于S玻璃纤维的高成型温度,新一代高强度高模量玻璃纤维成型难度显著降低。

    据悉,高强度高模量玻璃纤维越来越多地应用于航空航天和国防军工领域。无论是民用客机还是军用飞机都大规模地使用了玻纤复合材料,如内外侧副翼、方向舵、雷达罩、副油箱和扰流板等,还有客舱内的顶板、行李箱、各类仪表盘、机身空调舱、盖板等,这有效减轻了飞机重量,提高了商用载荷,节约了能源。高强度高模量玻纤由于比强度高、断裂伸长率大、抗冲击性能好,因而成为吸收能量的理想材料,它可与酚醛树脂复合制成层压板用于各种军事或民用目的的防弹服、防弹装甲、各种轮式轻型装甲车辆(如“悍马”)、海军的舰艇、鱼雷、水雷、火箭弹等。

    重庆国际复材公司曾庆文表示,全球能源紧张,车辆轻量化已成为汽车、轨道交通等行业研究的热点。玻纤复合材料不仅应用于客车内部部件,包括顶棚、地板等。利用高强度高模量玻纤的耐高温性能,还可用作汽车发动机外壳、消音器、催化反应器的密封垫等。“我国客车系统开始推广应用。青岛康平、罗美威奥、河北株丕特等公司已为国内轨道交通装套配备了几十种玻璃钢制品,并批量出口。”

    高强度高模量玻纤还可以直接用于缠绕各种高压气瓶(医疗、煤矿、消防、体育用)和超长跨距格栅,其纵向筋条的间隔可以非常大。“国内苏州格瑞特、嘉善三方电力、南通中格等企业生产的高强阻燃低烟格栅产品通过了美国海岸警卫队测试,在海洋石油平台、人行通道、船甲板、地铁、煤矿等紧急逃生通道或求生场所得到广泛的应用。”据中国不饱和聚酯树脂行业协会副秘书长赵鸿汉介绍,高强度高模量玻纤与乙烯基酯树脂采用拉挤工艺、可生产出复合材料钢筋,其密度仅为钢材的1/4,而拉伸强度为钢材的两倍,耐腐蚀、不导电、不导热、不屏蔽、避波性能耗,可预制成标准弯形及其他形状,且导热膨胀系数比钢材更接近水泥,是海水、淡水、腐蚀介质等环境下水泥结构中钢材的理想替代品。

    曾庆文表示,由于采油机抽油杆的工作条件十分恶劣,普通钢质抽油杆已成为油井抽油系统中的薄弱环节,玻璃钢抽油杆因其质量轻、弹性好和抗腐蚀性能优异,可达到节能降耗、减少设备投资、降低作业成本和增加产能的目的。传统换向器加强环多为金属环,不仅强度低(只有400MPa),也不能绝缘,采用高强玻纤生产的加强环不仅具有良好的绝缘性能,强度也可以达到800~1200MPa,是钢环的2~3倍,能确保转子轴在高速运转下产生强大的离心力,对漆包线起到固定作用。

    在环境保护领域,高强度高模量玻璃纤维可直接用于工业窑炉废气的脱硫、消烟、除尘,以及废水处理过程中的耐腐蚀设备、装置和构筑物。例如炭黑、水泥、冶金和热力工业以及焚烧烟气等领域的除尘净化用滤袋,燃煤烟气脱硫装置和配套管道等。高强度高模量玻璃纤维还可作为催化剂载体材料,负载WO3等催化剂,用于汽车尾气、工业废气等气体中出去氮氧化合物。

    近年来国内蓬勃兴起的游艇业也带动了玻纤产业的发展。赵鸿汉透露,高强度高模量玻纤作为纤维增强材料可用来制作滑雪板和冲浪板、游艇、帆船等陆上及水上项目用品;也可以用来制作山地自行车、钓竿、曲棍球棍、棒球和垒球棒、网/羽球拍、赛/皮划艇、高尔夫球杆、撑杆、滑雪板等。选自《中国质量报》


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