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环氧纤维复合材料方兴未艾




http://www.cqhgff.cn ? ? ? ?2017年2月20日


环氧纤维复合材料方兴未艾.doc

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环氧纤维复合材料方兴未艾


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在刚刚过去的2005年,我国环氧树脂生产量、消费量分别达到3363万吨,从而在十五期末成为了全球最大生产国、重要消费国。中国环氧树脂行业协会专家表示,在飞速发展的我国环氧树脂市场中,胶粘剂正在逐步已取代涂料成为头号应用领域,而环氧树脂纤维增强复合材料虽然起步不早却呈现出同样强劲的发展势头,市场应用方兴未艾。
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环氧树脂是优良的热固性树脂,在国内除用作粉末涂料、地坪、封装料、粘接剂以外,在纤维增强复合材料领域中也大显身手。据中国环氧树脂行业协会专家调查,我国目前用于环氧树脂纤维增强复合材料所需环氧树脂在15万吨/年左右,达到总消费量的23%,且每年以20%的速度增长。环氧树脂纤维增强复合材料在各个领域中的应用,目前主要包括6个方面。一是环氧树脂玻璃纤维复铜箔板(电子玻璃纤维基板)。其主要生产能力集团在中国,我国台湾已超过20万吨/年,占全球这一产品总量的一半,其中必成1家就近10万吨;大陆达到14万吨,预计2006年达到20万吨;欧美日地区为50万吨,其中Vetrotex8万吨。台湾电子企业西移大陆进行加工出口或供应国内市场,激发了大陆电子玻璃纤维产业发展,是两岸产业携手共赢发展的又一案例。预计2006年该领域消费环氧树脂量可达到到8万吨左右。这方面除了电子产品的需求外,还有电力电器产品如电绝缘层压板、风力发电机叶片等。其中新兴的风力发电机叶片前景十分广阔,由于对风力发电用叶片强度和刚度的要求越来越高,30米以上的玻璃钢风机叶片是由环氧树脂和碳纤维粘合制作。
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二是环氧树脂纤维增强复合材料用于航天航空结构材料。出于航天航空飞行及其安全的考虑所需,作为结构材料应具有轻质高强、高可靠性和稳定性,环氧树脂纤维成为不可缺少的复合材料,利用纤维缠绕工艺制造的环氧树脂外壳壳体、发动机罩等,具有耐腐蚀、耐高温、耐辐射,而且密度小、刚性好、强度高、尺寸稳定的优点。神六外壳纤维缠绕层的环氧树脂材料就是由蓝星新材料无锡树脂厂提供的。环氧树脂纤维增强复合材料应用于民用航空材料方面更是大量增加,主要原因还在于采用这种新材料,除了性能上的优势外还具有非常明显的性能价格比。
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三是环氧树脂纤维复合材料在运动器材方面的应用。我国台湾也是全球环氧树脂碳纤维复合材料运动器材的制造基地,据台湾强化塑胶协进会提供的信息,90年代初台湾运动器材需用碳纤维已达1500/年。在大陆,最近由国家田径协会牵头在上海成立了全国性的体育运动材料研究中心,中心依托华东理工大学优势,联合上海三瑞化学有限公司等11家企业的力量,将推动我国运动材料产业的快速发展。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,我国体育用品使用的环氧复合材料目前以每年60%左右的速度在增长。
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四是环氧树脂纤维复合材料高压管道和压力容器。高压玻璃钢管在油田二/三次采油过程中用作制造地面油气集积和输送管线和井下油管、套管等,它解决了油田钢管存在的严重腐蚀问题,高压玻璃钢管主要由环氧树脂和环氧乙烯基酯树脂作为粘结剂,采用纤维缠绕技术制成,这种FRP管道耐高温、耐高压、耐腐蚀性能的高度可靠性,为油田工程广泛应用带来长期的经济和社会效益。环氧树脂纤维缠绕压力容器(CNG)主要在尼龙内胆或铝合金内胆外缠绕环氧树脂浸渍碳纤维制成,广泛用于航天航空、消防公安、汽车燃气等。我国研究环氧树脂纤维缠绕气瓶技术并进入市场是近几年的事情,研制生产CNG气瓶的企业主要有西安向阳容器厂、西安天洁航天科技股份有限公司等。
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五是环氧乙烯基酯树脂在化工防腐中运用。环氧树脂作为纤维增强复合材料进入化工防腐领域,是以环氧乙烯基酯树脂形态出现的。这类树脂既保留了环氧树脂基本性能,又有不饱和聚酯树脂良好的工艺性能,所以大量运用在化工防腐领域,具体应用主要包括:化工管道、贮罐内衬层;电解槽;地坪;电除雾器及废气脱硫装置;海上平台井架;防腐模塑格栅;阀门、三通连接件等。我国环氧乙烯基酯树脂早在上世纪70年代由华东理工大学教授周润培发明,以后华昌聚合物公司成为国内环氧乙烯基酯树脂的领头羊。
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六是环氧树脂运用于建筑结构工程补强。环氧树脂用于建筑结构工程补强在国外是上世纪80年代发展起来的,主要对桥梁、电站、水利工程及古建筑修补。环氧树脂碳纤维材料强度高、重量轻,具有较强的变形性能,从而能在各种形状的结构物上进行修补且适用面广。由于此材料的柔顺性,即被加固结构的表面不是非常平整也基本可达到100%。目前国内外作为纤维增强用环氧树脂的形态有:对现有双酚A环氧树脂的改性,环氧乙烯基酯树脂的研发应用,开发双酚F环氧树脂,开发新型固化剂。

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