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造船業(yè)中使用的纖維增強復(fù)合材料
2010-5-25 來源:復(fù)材在線
關(guān)鍵詞:纖維增強 復(fù)合材料 船用
    纖維增強復(fù)合材料在船體上的使用主要限于游艇、快艇、高性能賽艇、救生艇、巡邏艇(海關(guān),海岸警衛(wèi)隊等)、漁船、客船、貨船(主要是高度約為40米的貨船)及海軍船只。另外,在造船業(yè)中纖維增強復(fù)合材料也被用于上層建筑和二級結(jié)構(gòu)中。
  
    在對結(jié)構(gòu)強度和剛度都有要求的應(yīng)用中,使用的主要材料是纖維增強熱固性塑料,主要有玻璃纖維增強聚酯、乙烯基酯和環(huán)氧樹脂,通常被稱作“玻璃纖維增強聚合物”。隨著碳纖維價格大量下降,使用量不斷增加,更多數(shù)量有限的芳綸和碳纖維增強材料被使用。“玻璃纖維增強聚合物”的比強度大約是鋼的二到三倍。而對于更多采用了玻璃纖維的先進復(fù)合材料,可以有更高的比強度。
  
    纖維增強復(fù)合材料生產(chǎn)的一個重要方面是它在原材料生產(chǎn)中以及建造階段有較少的氣體排放。特別是,就氣體排放到大氣中以及聚集在車間內(nèi)而言,嚴格的控制措施正被引入,以減少苯乙烯的排放。雖然減少樹脂中苯乙烯的含量有助于達到這些要求,但人們更多的趨向于閉合式生產(chǎn)工藝。
  
    通常采用了纖維增強復(fù)合材料,腐蝕就不是問題,然而對于船殼來說一些防海水腐蝕的保護措施(通過膠衣達到防腐蝕效果)通常被認為是有必要的,這取決于所使用的樹脂。特別的涂料有時被采用,來加強防火性能或提供電導(dǎo)率(從而達到電磁屏蔽),否則涂料通常只是用來裝飾外觀的。
  
    當(dāng)在船上使用纖維復(fù)合材料時,防火性能是考慮的主要因素之一。國際海事組織的高速艇安全守則對此做了嚴格的規(guī)定。盡管對火反應(yīng)特性(易燃、火焰蔓延、煙霧、毒性)的要求面臨挑戰(zhàn),但足夠的結(jié)構(gòu)性能可以通過傳統(tǒng)的絕緣系統(tǒng)或較新的、輕質(zhì)的保護系統(tǒng)輕易地實現(xiàn)。
  
    一些有限的研究已經(jīng)被執(zhí)行,來回收復(fù)合材料,熱塑性塑料可以(原則上)很容易被回收和改造。然而,大多數(shù)結(jié)構(gòu)采用的是熱固性樹脂:對于以熱固性樹脂作為基體的纖維復(fù)合材料,看起來已在一定程度上被調(diào)查過的唯一回收辦法是磨碎材料,把它當(dāng)做樹脂填料,使用在對體積有需求,對強度的要求不那么重要的應(yīng)用中。否則,主要得處理方法就是燃燒。在處理和回收這些材料方面,需要進一步的研發(fā)。
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