玻璃钢废弃物处理方法(8)

2019-01-19 16:00

增强的金属基复合材料如雨后春笋般发展起来。由于连续纤维增强复合材料价格昂贵和生产制造工艺复杂,70年代该材料的研究有所滑坡。随着涡轮发动机中高温部件对于耐高温材料的不断需求,又触发了对金属基复合材料特别是钛基材料研究的复苏。 非连续增强复合材料在80年代得到迅速发展,研究重点集中在以碳化硅或氧化铝粒子、短纤维增强铝基复合材料。这类材料无论基体和增强体承受载荷的比例都介于弥散强化和连续纤维强化这两种极端情况之间,它具有优良的横向性能、低消耗和优良的可加工性,与未强化合金相比,性能也有大幅度地提高。所有这些因素使这类材料已成为在许多应用领域里最具商业吸引力的材料。 金属基复合材料在航空和宇航方面的应用主要包括代替轻但有毒的铍。例如,在美国的三叉戟导弹中用SiCp/Al复合材料取代了铍,碳化硅颗粒/铝基复合材料还在飞机的电子设备中取代碳/环氧。在非航空和宇航方面的应用,短纤维增强金属基复合材料在汽车领域的应用得到普遍关注。例如局部增强内燃机活塞,其顶部是由氧化铝短纤维或氧化铝和二氧化硅短纤维混杂增强铝基复合材料构成。常规的内燃机活塞用Al-Si铸造合金制造,有些则采用在第一道环槽镶嵌高镍铸铁环。 金属基复合材料在国外已经实现了商品化,而在我国仅有少量批量生产,以汽车零件、机械零件为主,主要是耐磨复合材料如颗粒增强铝基、锌基复合材料、短纤维增强铝基或锌墓复合材料等,年产量仅5000吨左右,与国外差距较大。南京宝色钛业有限公司,用不同有色金属以爆炸焊接复合及爆炸一轧制复合方法生产复合材料制品,是我国生产复合材料制品主要厂家之一,目前市场占有率在40%以上。 三、陶瓷基复合材料 陶瓷基复合材料(CMC)包括颗粒、晶须、短或连续纤维增强复合材料。陶瓷基复合材料的潜在应用须域广泛,包括宇航、国防、能源、汽车工业、环保、生物、化学工业等,在未来的国际竞争中将起关键的作用。 陶瓷基复合材料的开发一直吸引着技术发达国家投入巨资进行研究。目前,对陶瓷基复合材料的研究,美国和西欧各国侧重于航空和军事应用,日本则力求把它应用在工业上。1987年美国能源部开始实施对陶瓷基复合材料的研究开发计划,国防部和宇航局(NASA)等单位也投入大量人力和经费,仅1992年美国投入陶瓷基复合材料应用研究的经费就高达3500万美元。近年来美国国防部一直把这项技术列入重点投资项目,在迪拉瓦等一些高等学校和杜邦等一批大公司中集中力量研究三维编织增强陶瓷的热结构件。据悉,SiCf/SiC已得到比较成功的应用,NASA开展的陶瓷燃气轮发动机(AGT)研究课题,研制的转子、叶片、燃烧室涡形管等件已通过热试验;法国SEP公司用陶瓷基复合材料制成的SCD-SEP火箭试验发动机已经通过点火试车,由于使用了陶瓷基复合材料使结构减轻了50%。 国内从20世纪90年代初开始进行纤维增强玻璃基复合材料的研究,包括C纤维增强微晶玻璃Cf/LAS、碳化硅纤维增强微晶玻璃SiCf/LAS、SiCf/LCAS,研究内容包括工艺、组成、显微结构、界面结构、力学性能和热处理等方面,

开展研究的单位有中科院上海硅酸盐研究所、西安交大、华东理工大学、中国建筑材料科学研究院等,目前尚未有批量生产的报道。 四、水泥基复合材料 水泥基复合材料包括颗粒型复合材料(如混凝土)和纤维增强水泥基复合材料(如纤维混凝土)。1980年高性能纤维增强水泥基复合材料诞生。混凝土基体的组成不断优化,已由普通水泥基向环保水泥基聚合物(Geopolymer)、聚合物水泥基发展,MDF水泥基、DSP水泥基材料属超高性能水泥基材料,在此基础上又出现了性能与工艺优化的RPC水泥基;增强水泥基的纤维品种也越来越多。金属纤维(主要是钢纤维)已有各种尺度与各种形状(平直型、端勾形、波浪形、质铃形、哑铃形)的钢纤维;无机纤维有天然有机纤维(木纤维、竹纤维、剑麻纤等)以及不同尺度与不同性质的混杂纤维。20世纪90年代又发展了新型高性能FRP筋材。基体性能的优化和纤维品种的增多大大促进了水泥基复合材料的发展,应用领域也越来越宽。以钢纤维增强水泥基复合材料为例,普通钢纤维混凝土(SFRC)已是水泥基复合材料中研究最多、应用最广的一种,它广泛用干各种重大和重要工程中,高性能纤维增强水泥基复合材料中,典型的有渍浆结维混凝土(SIFCON)、渍浆网片混凝土(SIMCON),它们的力学行为均按数量级增长,在军事工程上发挥了特殊的优势。特别是继MDF和DSP材料之后,又出现了活性粉末混凝土RPC材料。国际上的RPC材料有两大系列,一是RPC200,二是RPC800,RPC800的性能已能与金属材料媲美,与高分子材料抗衡了,但其生产工艺复杂,能耗高,难以向工程化和产业化转换,相比之下RPC200则显示出更美好的发展前景。加拿大Sherbrooke采用RPC200建造了世界上第一座RPC步行桥(Walk Bridge),该桥不仅强度高、耐久性好,而且水泥用量降低40%,结构自重减少1/2~2/3,且制备工艺简单,有自流平特征,能耗下降,这一超高性能水泥基复合材料己引起世界各国的高度重视,且不断在工程中拓宽应用。RPC材料虽出现在SIFCON和SIM-CON之后,但其发展速度却有过之而无不及。 用RPC材料来增强水泥基解决混凝土早期收缩是一项关键技术,可国内生产的纤维质量与水平至今不能过关,尤其是在搅拌过程中纤维能否在水泥基体中均匀分散的关键技术至今没有解决,现在国内生产现状与美国纤维有很大差距,所以美国杜拉公司也看准了中国的大市场,积极在工程中推广他们的产品,所以增强材料不过关,就是水泥基体优化了,性能价格比仍然难以提高。因此水泥基复合材料的发展没有配套技术,产品质量不赶超世界先进水平,不形成大规模生产,则不可能满足工程上的需求。

纤维增强材料的种类

作为结构材料使用的玻璃钢及其它复合材料,常用纤维状增强材料,其种类很多。按其化学组成,大致可分为无机纤维和有机纤维两大类。

无机纤维有:玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、晶须、石棉纤维及金属纤维等。

有机纤维有:合成纤维如芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维等;天然纤维如棉纤维、剑麻、纸等。

在前述的增强材料中,应用最广泛的为玻璃纤维及其制品。玻璃纤维的种类很多,除了常用的无碱纤维、中碱纤维外,还有高强玻璃纤维、高弹玻璃纤维和耐化学介质腐蚀玻璃纤维等。玻璃纤维制品的种类达120多种,用于玻璃钢的主要有玻璃布、玻璃带、玻璃纤维合股纱、无捻粗纱、无捻粗纱布、短切毡、单向布、表面毡、短切纤维和磨碎纤维等。

影响玻璃纤维强度的因素

1、纤维直径和长度对拉伸强度的影响

一般情况,玻璃纤维的直径愈细,抗拉强度越高,但在不同的拉丝温度下拉制的同一直径的纤维强度,也可能有区别。玻璃纤维的拉伸强度和长度有关,随着纤维长度的增加,拉伸强度显著下降直径和长度对玻璃纤维拉伸强度的影响,可以用微裂纹假说来解释。因为随着纤维直径和长度的减小,纤维中微裂纹会相应减少,从而提高了纤维强度。 2、化学组成对强度的影响

一般是含碱量越高、强度越低。无碱纤维比有碱纤维的拉伸强度高20%研究证明,高强和无碱纤维,由于成型温度高,硬化速度快,结构链能大等原因,因此具有很高的抗拉强度。含K2O和PbO 成分多的玻璃纤维强度较低。 3、玻璃液质量对玻璃纤维强度的影响

A)结晶杂质的影响:当玻璃成分波动或漏板温度波动或降低时,可能导致纤维中结晶的出现。实践证明,有结晶的纤维比无结晶的纤维强度要低。

B)玻璃液中的小气泡也会降低纤维的强度。曾试验用含小气泡的玻璃液拉直径为5.7um,的玻璃纤维其强度比用纯净玻璃液拉制的纤维强度降低20%。 4、成型条件对玻璃纤维的影响

实践证明,用漏板拉制的玻璃纤维强度高于用玻璃棒法拉制的纤维。在玻璃棒法中,用煤气加热生产的纤维又比用电热丝加热生产的纤维强度为高。如用漏板法拉制10um,玻璃纤维的强度为1700MPa,而用棒法拉制相同直径的玻璃纤维强度仅为1100MPa。这是因为玻璃棒只加热到软化,粘度仍然很大,拉丝时纤维受到很大的应力;此外玻璃棒法是在较低温度下拉丝成型,其冷却速度要比漏板法为低。用各种不同成型方法生产的玻璃纤维的强度各不相同。用漏板法拉制的纤维强度最高,气流吹拉长棉次之,玻璃棒法再次之。然后是蒸汽立吹短棉,强度最低是蒸汽喷吹矿棉。在采用漏板拉丝的方法中,采用较高的成型温度,较

小的漏孔直径,可以提高纤维强度。 5、表面处理对强度的影响

在连续拉丝时,必须在单根纤维或纤维束上敷以浸润剂,它在纤维表面上形成一层保护膜,防止在纺织加工过程中,纤维间发生相互摩擦,而损伤纤维降低强度。玻璃布经热处理除去浸润剂后,强度下降很多,但在用中间粘结剂处理后,强度一般都可回升,这是因为中间粘结剂涂层一方面对纤维起到保护作用,另一方面对纤维表面缺陷有所弥补。 6、存放时间对强度的影响

玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低,这种现象称为纤维的老化。主要是空气中的水分对纤维侵蚀的结果。此,化学稳定性高的纤维强度降低小,如同样存放233年的有碱纤维强度降低33%,而无碱纤维降低很少。 7、施加负荷时间对强度的影响

玻璃纤维强度随着施加负荷时间的增长而降低。当环境温度较高时,尤其明显。可能是吸附在微裂纹中的水分,在外力作用下,使微裂纹扩展速度加快的缘故。

无碱玻璃纤维无捻粗纱喷射纱

简介:

无碱玻璃纤维无捻粗纱喷射纱(以下简称喷射纱),采用特制的浸润剂拉制的原丝,经多股合股而成,适用于玻璃钢喷射成型工艺。典型的制品有舰艇及汽车配件、卫生洁具、贮罐等玻璃钢制品。 性能特点:

1)线密度稳定,分束均匀。

2)纤维硬挺度适中,具有优良的短切性和分散性。 3)短切纤维贴伏性好,抗静电性好,毛丝少。 4)浸透速度快,排泡性好。 技术要求:

R2O 含量: < 0.8% 偶联剂类型: 硅烷类 适用树脂: 聚酯类

纤维公称直径: 13μm 含水率: ≤0.2% 可燃物含量: 1.2±0.25%

本产品通过挪威船级社产品质量形式认可。

聚酯板力学性能:

弯曲强度: 289MPa 弯曲模量: 9.8GPa 树脂含量: 56.1%

注:本数据是企业试验室数据。所提供的数据仅作为信息用途,不作为技术规格。聚酯板采用通用型不饱和聚酯树脂,与喷射纱做喷射试验制作成板材,室温固化24小时后,置于105℃温度下固化4小时。

产品规格:

规格代号 公称线密度(TEX) 卷重(KG) ERS240-T132 2400 19 ERS310-T132 3100 19 注: 特殊规格另行商定。 包装:

喷射纱每卷产品外径26cm,经热塑包装或专用牛皮纸包扎后,外套聚乙烯包装袋,装在瓦楞纸单元包装箱内或天地盒,码放110cm×110cm尺寸的托盘上,每托48卷或64卷。每托盘净重912kg或1216kg,外用收缩膜包扎,也可单箱包装发货。

无碱玻璃纤维短切原丝毡

简介:

无碱玻璃纤维短切原丝毡(以下简称为短切毡),是由玻璃纤维原丝短切成一定长度的短切纤维,经粉未粘或乳液粘结剂粘结而成增强制品。主要用于手糊成型,缠绕成型、模压成型、机械成型等玻璃钢成型工艺,典型产品有船艇、卫生洁具、管道、建筑材料、汽车、家


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