目前,由于船舶設計師在設計過程中,必須考慮材料的防火性能,使得復合材料難以在船舶建造中發揮重要作用,無法制成大型結構件。因此,來自意大利的研究人員正著手研究一種新型復合材料樹脂的阻燃性能,即:將鋅基化合物加入到環氧基體樹脂中。
在美國,聯邦法規目前還是明令禁止在船舶主體結構中使用復合材料制造,理由是,這種新型材料無法滿足船舶部件不易燃燒的性能。相比之下,International Maritime Organisation的High Speed Craft(HSC)表示,復合材料可以同樣具有卓越的防火性能,可用于制造船艙隔間和艙壁,其卓越的性能能夠滿足防火測試的要求。
最近RINA(the Royal Institution of Naval Architects 英國皇家造船機構)組織召開了一次會議,來自復合材料研究院和意大利CNR 生物醫學國家研究委員會的專家高度贊揚了將鋅基化合物加入到環氧基體樹脂后,使復合材料具有高阻燃性能。
Authors De Fenzo, Formicola, Antonnucci, Zarrelli和Giordano在演講中指出,傳統環氧樹脂在400°C會發生燃燒現象,雖然隨著火苗減弱,變成焦炭,但此時卻有產生出大量對人體有毒氣體。這類有毒氣體主要來自于樹脂易燃性和易揮發性。
復合材料船舶內部
眾所周知,某些化合物的鋅和錫能有效地抑制這些有毒氣體的排放量,因此能夠有效抑制毒氣。他們這樣做的結果,可以有效分離樹脂,使燃燒過程放慢。在意大利進行的該項測試結果表明,硼酸鋅、鋅錫和鋅添加劑應用在一個低粘度增韌的環氧樹脂中,該樹脂采用樹脂傳遞成型 (RTM)和真空導入加工工藝,這時的添加劑是有效的防火阻燃劑。
英國玻璃鋼游艇防火結構研究部門根據特定的熱負荷,概述了復合材料理論模型。該模型的測試成功,將使的復合材料船艇設計師能夠有效的防治樹脂燃燒和有害氣體的排放。
除了上述項目,英國博爾頓大學領導的開發下一代船用阻燃復合材料項目將從今年本月開始實施,歷史三年半。其目的是開發比現在正在大規模生產的復合材料樹脂更具有阻燃性的樹脂,這些樹脂將比現在用來生產的樹脂重量更輕,更不容易腐蝕,成本更加低廉。
英國博爾頓大學和南安普敦大學已經獲得英國工程和物理科學研究理事會(EPSRC)提供的(117萬美元)開發下一代船用阻燃復合材料項目研究資金。該項目已經吸引了合作者:材料供應商斯科特貝德爾、BVF和BVT船廠、以及經營者英國皇家救生艇學會(RNLI)和英國國防部、國防科學與技術實驗室(Dstl)、皇家海軍,并涉及到了監管機構勞氏船級社和英國國防部,執法部門:英國海事和海岸警衛署。
新研制的復合材料首先將用于船舶的上層建筑。不過,也可以用于其它工程領域,如公路、鐵路運輸和航空等領域。