玻璃纖維∕氯丁橡膠復(fù)合材料耐磨性能的研究

1、 玻璃纖維/氯丁橡膠復(fù)合材料耐磨性能的研究學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 系 部： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 任務(wù)書(shū)論文題目： 玻璃纖維氯丁橡膠復(fù)合材料耐磨性能的研究 系部： 專業(yè)： 學(xué)號(hào)： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱）： 1課題意義及目標(biāo)以氯丁橡膠為主體材料，用玻璃纖維和其他補(bǔ)強(qiáng)劑，制得復(fù)合材料，對(duì)其力學(xué)性能和耐磨性能進(jìn)行研究，并對(duì)復(fù)合材料界面的形成及作用機(jī)理進(jìn)行研究。通過(guò)合理配方設(shè)計(jì)，使所研究的復(fù)合材料所具備較好的耐磨性能。對(duì)影響耐磨性能各種主要因素進(jìn)行討論。2主要任務(wù)1）查閱相關(guān)文獻(xiàn)，確定基礎(chǔ)配方和性能配方；2）確定玻璃纖維的處理方式；3）確定合理的工藝路線；4）進(jìn)行力學(xué)基本性能測(cè)試和相應(yīng)結(jié)構(gòu)表征

2、測(cè)試；5）對(duì)影響耐磨性能各種主要因素進(jìn)行控制和考察；6）用掃描電鏡等對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析7）記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；8）完成畢業(yè)論文的撰寫(xiě)工作。3. 基本要求1）認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)書(shū)籍，查閱中外文資料，制定出合理的實(shí)驗(yàn)研究方案；2）認(rèn)真做好各環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)，做好實(shí)驗(yàn)記錄，要求實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠；3）勤于思考，應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)來(lái)解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題；4）翻譯一篇與本課題相關(guān)的英文文獻(xiàn)；5）論文撰寫(xiě)要求嚴(yán)格按照材料工程系“本科畢業(yè)論文格式要求”撰寫(xiě)。4. 主要參考資料1 奧津修一. 氯丁橡膠的耐磨性J. 橡膠參考資料, 1996(3): 19-25. 2 宋帥帥, 姚亮, 吳友平. 納米凹凸棒土/氯丁

3、橡膠復(fù)合材料耐磨性的研究J. 特種橡膠制品, 2013(1): 9-16.3 許文娟. 短纖維氯丁橡膠復(fù)合材料力學(xué)性能及耐熱性的研究D. 青島: 青島科技大學(xué), 2006: 1-65. 5進(jìn)度安排論文各階段名稱起 止 日 期1資料查閱，完成開(kāi)題報(bào)告1月3日3月18日2制定實(shí)驗(yàn)方案，準(zhǔn)備原料3月19日3月25日3改變玻璃纖維含量制備復(fù)合材料3月26日5月6日4對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行測(cè)試5月7日5月21日5分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，查漏補(bǔ)遺5月22日6月3日6完成畢業(yè)論文及答辯工作6月4日6月22日審核人： 年 月 日玻璃纖維/氯丁橡膠耐磨性能的研究摘要：本論文所研究的是玻璃纖維/氯丁橡膠復(fù)合材料的耐磨性能。通

4、過(guò)混煉制備玻璃纖維/氯丁橡膠復(fù)合材料，通過(guò)改變玻璃纖維與氯丁橡膠的使用比例研究玻璃纖維添加量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能及耐磨性能的影響。在研究過(guò)程中，對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了拉伸性能測(cè)試、撕裂性能測(cè)試、阿克隆磨耗測(cè)試，并對(duì)復(fù)合材料的硬度進(jìn)行了測(cè)試。發(fā)現(xiàn)在玻璃纖維添加量為0-50份時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、耐磨性能都隨著玻璃纖維用量的增加而降低，復(fù)合材料的硬度隨著玻璃纖維用量的增加而提升。關(guān)鍵詞：氯丁橡膠，玻璃纖維，復(fù)合材料，耐磨Research fiberglass/composite wear resistance of neopreneAbstract: This paper studied th

5、e glass fiber/neoprene composite wear resistance. Be prepared by mixing glass fiber/neoprene composite study the impact of the addition of glass fiber composite mechanical properties and wear resistance with the use of neoprene by changing the ratio of glass fibers. In the course of the study, carri

6、ed out on the tensile properties of the composite test, tearing test, Akron abrasion testing, and hardness of the composites were tested. When the addition amount of glass fibers was found 0-50 parts, the tensile strength, and tear strength, abrasion resistance are increased as the amount of glass f

7、iber is reduced, the hardness of the composite increases and the amount of glass fibers upgrade.Keywords: Chloroprene rubber, Fiberglass, Composite materials, WearII目錄1. 前言11.1 課題背景11.2 玻璃纖維和氯丁橡膠橡膠11.2.1 玻璃纖維簡(jiǎn)介11.2.2 氯丁橡膠簡(jiǎn)介61.2.3 復(fù)合材料簡(jiǎn)介101.3 課題方案擬定及研究意義141.3.1 課題方案擬定141.3.2 課題研究意義152 實(shí)驗(yàn)部分162.1 實(shí)驗(yàn)原料及

8、儀器設(shè)備162.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料162.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器172.1.3 樣品的制備172.1.4 實(shí)驗(yàn)步驟182.2 實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程192.2.1 混煉192.2.2 硫化192.2.3 力學(xué)性能測(cè)試202.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法203 結(jié)果與討論223.1 拉伸測(cè)試結(jié)果及分析223.2 撕裂測(cè)試結(jié)果及分析233.3 硬度測(cè)試結(jié)果及分析243.4 耐磨性測(cè)試結(jié)果及分析244 結(jié)論26參考文獻(xiàn)27致謝281. 前言1.1 課題背景復(fù)合材料是目前國(guó)內(nèi)外橡膠工業(yè)研究與開(kāi)發(fā)的重要內(nèi)容。復(fù)合材料是由兩種或多種不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取

9、長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求1。復(fù)合材料的使用歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草或麥秸增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成，是典型的復(fù)合材料。20世紀(jì)40年代，因航空工業(yè)的需要，發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼），從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后，陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合，構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料?，F(xiàn)代高科技的發(fā)展離不開(kāi)復(fù)合材料，復(fù)合材料對(duì)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，

10、有著十分重要的作用。復(fù)合材料的研究深度和應(yīng)用廣度及其生產(chǎn)發(fā)展的速度和規(guī)模，已成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球復(fù)合材料市場(chǎng)快速增長(zhǎng)，亞洲尤其中國(guó)市場(chǎng)增長(zhǎng)較快2。1.2 玻璃纖維和氯丁橡膠11.11.21.2.1 玻璃纖維簡(jiǎn)介玻璃纖維（英文原名為：glass fiber或fiberglass）是一種性能優(yōu)異的無(wú)機(jī)非金屬材料。玻璃一般人的觀念為質(zhì)硬易碎物體，并不適于作為結(jié)構(gòu)用材，但若抽成絲后，則其強(qiáng)度大為增加且具有柔軟性，故配合樹(shù)脂賦予其形狀以后可以成為優(yōu)良之結(jié)構(gòu)用材。玻璃纖維隨其直徑變小而強(qiáng)度增高3。（1）理化性質(zhì)熔點(diǎn)680，沸點(diǎn)1000，密度2.42.7g/

11、cm3。玻璃纖維作為強(qiáng)化塑料的補(bǔ)強(qiáng)材料應(yīng)用時(shí)，最大的特征是抗拉強(qiáng)度大。耐熱性好，溫度達(dá)300時(shí)對(duì)強(qiáng)度沒(méi)影響。有優(yōu)良的電絕緣性，是高級(jí)的電絕緣材料，也用于絕熱材料和防火屏蔽材料。一般只被濃堿、氫氟酸和濃磷酸腐蝕。（2）主要成分玻璃纖維的主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據(jù)玻璃中堿含量的多少，可分為無(wú)堿玻璃纖維（氧化鈉0%2%，屬鋁硼硅酸鹽玻璃）、中堿玻璃纖維（氧化鈉8%12%，屬含硼或不含硼的鈉鈣硅酸鹽玻璃）和高堿玻璃纖維（氧化鈉13%以上，屬鈉鈣硅酸鹽玻璃）。（3）特點(diǎn)介紹玻璃纖維比有機(jī)纖維耐溫高，不燃，抗腐，隔熱、隔音性好，抗拉強(qiáng)度高，電絕緣性好。但性脆，耐磨性

12、較差。用來(lái)制造增強(qiáng)塑料或增強(qiáng)橡膠，作為補(bǔ)強(qiáng)材玻璃纖維具有以下之特點(diǎn)：拉伸強(qiáng)度高、彈性系數(shù)高，剛性佳、彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量大且拉伸強(qiáng)度高，故吸收沖擊能量大、為無(wú)機(jī)纖維，具不燃性，耐化學(xué)性佳、尺度安定性，耐熱性均佳、加工性佳，可作成股、束、氈、織布等不同形態(tài)之產(chǎn)品、透明可透過(guò)光線、與樹(shù)脂接著性良好之表面處理劑之開(kāi)發(fā)完成、價(jià)格便宜、不易燃燒，高溫下可熔成玻璃狀小珠。（4）材料分類玻璃纖維按形態(tài)和長(zhǎng)度，可分為連續(xù)纖維、定長(zhǎng)纖維和玻璃棉；按玻璃成分，可分為無(wú)堿、耐化學(xué)、高堿、中堿、高強(qiáng)度、高彈性模量和耐堿（抗堿）玻璃纖維等。生產(chǎn)玻璃纖維的主要原料是：石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白云石、硼酸、純堿、芒硝、

13、螢石等。生產(chǎn)方法大致分兩類：一類是將熔融玻璃直接制成纖維；一類是將熔融玻璃先制成直徑20mm的玻璃球或棒，再以多種方式加熱重熔后制成直徑為380m的甚細(xì)纖維。通過(guò)鉑合金板以機(jī)械拉絲方法拉制的無(wú)限長(zhǎng)的纖維，稱為連續(xù)玻璃纖維，通稱長(zhǎng)纖維。通過(guò)輥筒或氣流制成的非連續(xù)纖維，稱為定長(zhǎng)玻璃纖維，通稱短纖維。玻璃纖維按組成、性質(zhì)和用途，分為不同的級(jí)別。按標(biāo)準(zhǔn)級(jí)規(guī)定，E級(jí)玻璃纖維使用最普遍，廣泛用于電絕緣材料；S級(jí)為特殊纖維。生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。國(guó)際上已經(jīng)商品化的纖維用的玻璃成分如下： E-玻璃，亦稱無(wú)堿玻璃，是一種硼硅酸鹽玻璃。目前是應(yīng)用最廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分，具有良好的電

14、氣絕緣性及機(jī)械性能，廣泛用于生產(chǎn)電絕緣用玻璃纖維，也大量用于生產(chǎn)玻璃鋼用玻璃纖維，它的缺點(diǎn)是易被無(wú)機(jī)酸侵蝕，故不適于用在酸性環(huán)境。 C-玻璃，亦稱中堿玻璃，其特點(diǎn)是耐化學(xué)性特別是耐酸性優(yōu)于無(wú)堿玻璃，但電氣性能差，機(jī)械強(qiáng)度低于無(wú)堿玻璃纖維10%20%，通常國(guó)外的中堿玻璃纖維含一定數(shù)量的三氧化二硼，而我國(guó)的中堿玻璃纖維則完全不含硼。在國(guó)外，中堿玻璃纖維只是用于生產(chǎn)耐腐蝕的玻璃纖維產(chǎn)品，如用于生產(chǎn)玻璃纖維表面氈等，也用于增強(qiáng)瀝青屋面材料，但在我國(guó)中堿玻璃纖維占據(jù)玻璃纖維產(chǎn)量的一大半（60%），廣泛用于玻璃鋼的增強(qiáng)以及過(guò)濾織物，包扎織物等的生產(chǎn)，因?yàn)槠鋬r(jià)格低于無(wú)堿玻璃纖維而有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 高強(qiáng)玻璃纖

15、維，其特點(diǎn)是高強(qiáng)度、高模量，它的單纖維抗拉強(qiáng)度為2800MPa，比無(wú)堿玻纖抗拉強(qiáng)度高25%左右，彈性模量86000Mpa，比E-玻璃纖維的強(qiáng)度高。用它們生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲及運(yùn)動(dòng)器械。但是由于價(jià)格昂貴，如今在民用方面還不能得到推廣，全世界產(chǎn)量也就幾千噸左右。 AR玻璃纖維，亦稱耐堿玻璃纖維，耐堿玻璃纖維是玻璃纖維增強(qiáng)（水泥）混凝土（簡(jiǎn)稱GRC）的肋筋材料，是100%無(wú)機(jī)纖維，在非承重的水泥構(gòu)件中是鋼材和石棉的理想替代品。耐堿玻璃纖維的特點(diǎn)是耐堿性好，能有效抵抗水泥中高堿物質(zhì)的侵蝕，握裹力強(qiáng)，彈性模量、抗沖擊、抗拉、抗彎強(qiáng)度極高，不燃、抗凍、耐溫度、濕度變化能力強(qiáng)，抗裂、抗

16、滲性能卓越，具有可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，易成型等特點(diǎn)，耐堿玻璃纖維是廣泛應(yīng)用在高性能增強(qiáng)（水泥）混凝土中的一種新型的綠色環(huán)保型增強(qiáng)材料。 A-玻璃，亦稱高堿玻璃，是一種典型的鈉硅酸鹽玻璃，因耐水性很差，很少用于生產(chǎn)玻璃纖維。 E-CR玻璃，是一種改進(jìn)的無(wú)硼無(wú)堿玻璃，用于生產(chǎn)耐酸耐水性好的玻璃纖維，其耐水性比無(wú)堿玻纖改善78倍，耐酸性比中堿玻纖也優(yōu)越不少，是專為地下管道、貯罐等開(kāi)發(fā)的新品種。 D-玻璃，亦稱低介電玻璃，用于生產(chǎn)介電強(qiáng)度好的低介電玻璃纖維。除了以上的玻璃纖維成分以外，如今還出現(xiàn)一種新的無(wú)堿玻璃纖維，它完全不含硼，從而減輕環(huán)境污染，但其電絕緣性能及機(jī)械性能都與傳統(tǒng)的E玻璃相似。另外還有一種雙玻璃

17、成分的玻璃纖維，已用在生產(chǎn)玻璃棉中，據(jù)稱在作玻璃鋼增強(qiáng)材料方面也有潛力。此外還有無(wú)氟玻璃纖維，是為環(huán)保要求而開(kāi)發(fā)出來(lái)的改進(jìn)型無(wú)堿玻璃纖維。（5）主要用途由于玻璃纖維具有上述一系列物理化學(xué)特性，尤其是其優(yōu)良的絕緣性、耐熱性、抗腐蝕性及較高的機(jī)械強(qiáng)度等特性，使其成為使用最為廣泛的纖維，并且發(fā)展速度也遙遙領(lǐng)先于其他種類的纖維。在在城市建設(shè)、交通運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)器械、電子電器，甚至航空航天等行業(yè)中，玻璃纖維都有廣泛的應(yīng)用。玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度高，伸長(zhǎng)?。?%），測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn)有：GB/T14338-1993合成短纖維卷曲性試驗(yàn)方法，GB/T15232-1994紡織玻璃纖維氈拉伸斷裂強(qiáng)力的測(cè)定，GB/7689.5

18、玻璃纖維拉伸斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的測(cè)定，GBT15232-1994紡織玻璃纖維氈拉伸斷裂強(qiáng)力的測(cè)定，GB/T7689.5-2001|增強(qiáng)材料機(jī)織物試驗(yàn)方法，玻璃纖維拉伸斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的測(cè)定等等。單纖維強(qiáng)伸性能試驗(yàn)要采用能測(cè)試玻璃纖維的高強(qiáng)高模纖維強(qiáng)力儀。（6）現(xiàn)狀前景近幾年，歐美復(fù)合材料產(chǎn)需均持續(xù)增長(zhǎng)，中國(guó)尤其是中國(guó)內(nèi)地的復(fù)合材料市場(chǎng)發(fā)展迅速。樹(shù)脂與玻璃纖維在技術(shù)上不斷進(jìn)步，生產(chǎn)廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的價(jià)格成本已被許多行業(yè)接受。玻璃纖維是非常好的金屬替代材料，在建筑、船舶、化工管道、汽車、航空、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景，并且其應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷拓展，全球市場(chǎng)空間巨

19、大。2008年以來(lái)，全世界的玻璃纖維企業(yè)對(duì)擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃變得更加謹(jǐn)慎，世界玻璃纖維生產(chǎn)能力增長(zhǎng)緩慢。2010年，全球連續(xù)玻璃纖維產(chǎn)能為471.5萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)今年為530萬(wàn)噸。與全球市場(chǎng)相比，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具備更大的增長(zhǎng)潛力。2010年全國(guó)玻璃纖維累計(jì)產(chǎn)量256萬(wàn)噸，比上年同期增長(zhǎng)近25個(gè)百分點(diǎn)，中國(guó)玻纖產(chǎn)能占世界的比重為超過(guò)50%，且池窯拉絲產(chǎn)量占中國(guó)全部玻纖產(chǎn)量的比重已經(jīng)由2002年的44%上升到2010年的80%以上。我國(guó)玻璃纖維企業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量已處上游水平，深加工產(chǎn)品比例逐年提升。中國(guó)玻璃纖維行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)毛利率在25-35%之間，明顯高于國(guó)外巨頭10%的毛利率。世界玻璃纖維行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)一

20、直是寡頭壟斷格局，中國(guó)作為新生力量，經(jīng)過(guò)近幾年來(lái)年均20%以上的產(chǎn)能增速，預(yù)計(jì)今年將占據(jù)全球60%以上的份額，成為國(guó)際玻璃纖維市場(chǎng)上的新寡頭。玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，玻璃纖維成為建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環(huán)境保護(hù)、國(guó)防等行業(yè)必不可少的原材料。由于在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，因此，玻璃纖維日益受到人們的重視。全球玻纖生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó)主要是美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，其人均玻纖消費(fèi)量較高。歐洲仍然是玻璃纖維消費(fèi)的最大地區(qū)，用量占全球總用量的35%。中國(guó)玻璃纖維行業(yè)近幾年的快速發(fā)展，動(dòng)力來(lái)自國(guó)內(nèi)和國(guó)外兩個(gè)市場(chǎng)的拉動(dòng)。國(guó)際市場(chǎng)的擴(kuò)大，既有總需求增長(zhǎng)的因素，也有來(lái)自

21、國(guó)際企業(yè)前期因利潤(rùn)率較低退出行業(yè)后，給國(guó)內(nèi)企業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)留下的發(fā)展空間；而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的增長(zhǎng)，則是來(lái)自下游消費(fèi)行業(yè)的快速發(fā)展。中國(guó)玻璃纖維經(jīng)過(guò)了50多年的發(fā)展，已經(jīng)頗具規(guī)模。長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中東、亞太基礎(chǔ)設(shè)施的加強(qiáng)和改造，對(duì)玻纖需求增加了很大的數(shù)量，隨著全球在玻纖改性塑料、運(yùn)動(dòng)器材、航空航天等方面對(duì)玻纖的需求不斷增長(zhǎng)，玻纖行業(yè)前景仍然樂(lè)觀。另外玻纖的應(yīng)用領(lǐng)域又?jǐn)U展到風(fēng)電市場(chǎng)，這可能是玻纖未來(lái)發(fā)展的一個(gè)亮點(diǎn)。能源危機(jī)促使各國(guó)尋求新能源，風(fēng)能成為如今關(guān)注的一個(gè)焦點(diǎn)，中國(guó)在風(fēng)電領(lǐng)域也開(kāi)始加大力度投資。到2020年，國(guó)內(nèi)在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域?qū)⑼顿Y3500億元，其中，20%（即700億元）左右的領(lǐng)域需要使用玻纖（如風(fēng)機(jī)

22、葉片等方面）。這對(duì)中國(guó)玻纖企業(yè)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很大的市場(chǎng)。（7）最新動(dòng)向玻璃纖維制品被廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，其中電子、交通和建筑是最主要的三大應(yīng)用領(lǐng)域，也代表了世界玻纖產(chǎn)業(yè)在未來(lái)幾年的發(fā)展趨勢(shì)。與國(guó)際相比，我國(guó)玻纖產(chǎn)品品種規(guī)格少，應(yīng)用范圍窄。但這些情況也從另外一個(gè)角度說(shuō)明，我國(guó)的玻纖產(chǎn)業(yè)還存在大量市場(chǎng)空間未被挖掘，尤其是在一些應(yīng)用領(lǐng)域，許多細(xì)分市場(chǎng)甚至根本未被開(kāi)發(fā)。因此，我國(guó)的玻纖企業(yè)只要能認(rèn)準(zhǔn)市場(chǎng)、充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，就一定能得到豐厚回饋，這也是為什么玻纖產(chǎn)業(yè)在我國(guó)被稱為“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”的原因所在。20世紀(jì)最后幾年，在國(guó)家建材局符合市場(chǎng)化要求的發(fā)展戰(zhàn)略的引導(dǎo)下，玻纖行業(yè)無(wú)論是在總體產(chǎn)量還是在各種

23、先進(jìn)的玻纖產(chǎn)品的產(chǎn)量變化上出現(xiàn)了可喜的變化。我國(guó)的玻纖產(chǎn)業(yè)從改革開(kāi)放初期開(kāi)始起步，二十年的時(shí)間成為了世界玻纖產(chǎn)品的第二大生產(chǎn)國(guó)，產(chǎn)量增長(zhǎng)速度明顯快于世界玻纖產(chǎn)量增長(zhǎng)速度。1985年我國(guó)的玻纖產(chǎn)量只有區(qū)區(qū)7.1萬(wàn)噸，勉強(qiáng)占世界玻纖產(chǎn)量的1/20，但進(jìn)入90年代后，玻纖工業(yè)突飛猛進(jìn)，在2001-2003年世界玻纖業(yè)產(chǎn)量徘徊不前、陷入瓶頸的時(shí)候，我國(guó)玻纖產(chǎn)量仍然保持快速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，2003年47.3萬(wàn)噸的年產(chǎn)量幾乎已經(jīng)達(dá)到世界玻纖產(chǎn)量的1/5，提前達(dá)到并超額完成國(guó)家“十五”計(jì)劃規(guī)定的玻纖年產(chǎn)量38萬(wàn)40萬(wàn)噸的奮斗目標(biāo)。我國(guó)玻纖行業(yè)屬于外向型結(jié)構(gòu)，進(jìn)口和出口一直呈雙向增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)尤其是隨著玻纖產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)

24、展，進(jìn)出口更是保持高速增長(zhǎng)，2003年出口量已經(jīng)達(dá)到玻纖總產(chǎn)量的59.1%。較高的進(jìn)出口比例表明，我國(guó)玻纖業(yè)已經(jīng)完全與國(guó)際玻纖市場(chǎng)接軌，產(chǎn)品產(chǎn)量與質(zhì)量上的提高使得我國(guó)玻纖業(yè)的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大大增強(qiáng)。另一方面，我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)步的發(fā)展也增加了國(guó)內(nèi)對(duì)國(guó)外先進(jìn)玻纖產(chǎn)品的需求。這種健康的外向型結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了一種良性循環(huán)。我國(guó)玻纖業(yè)過(guò)去一直處于逆差狀態(tài)，但出口與進(jìn)口的差額一直在縮小，到2004年上半年首次實(shí)現(xiàn)貿(mào)易順差5917.55萬(wàn)美元，徹底扭轉(zhuǎn)了整個(gè)行業(yè)進(jìn)口大于出口的局面，估計(jì)2004年可實(shí)現(xiàn)進(jìn)出口貿(mào)易額10億美元以上，貿(mào)易順差突破1億美元。這種局面的出現(xiàn)得益于池窯拉絲技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)出口的強(qiáng)勁拉動(dòng)，池窯拉

25、絲產(chǎn)品已經(jīng)成為出口的增長(zhǎng)支柱。從進(jìn)口來(lái)看，我國(guó)玻纖行業(yè)的進(jìn)口集中度比較高，主要進(jìn)口商品集中在國(guó)內(nèi)緊俏的電子級(jí)玻璃纖維紗、布以及一些下游熱門(mén)產(chǎn)業(yè)所急需的玻璃纖維增強(qiáng)基材。這也從另一方面說(shuō)明我國(guó)玻纖產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠完善，在滿足國(guó)內(nèi)需求方面還存在著一定難度。1.2.2 氯丁橡膠簡(jiǎn)介氯丁橡膠（Neoprene）。由氯丁二烯（即2-氯-1,3-丁二烯）為主要原料進(jìn)行-聚合而生產(chǎn)的合成橡膠4。（1）化學(xué)組成又稱氯丁二烯橡膠，是氯丁二烯（即2-氯-1,3-丁二烯）為主要原料進(jìn)行-聚合生成的彈性體。（2）沿革由杜邦公司的華萊士·卡羅瑟斯于1930年4月17日首先制得，杜邦于1931年11月公開(kāi)宣布已經(jīng)發(fā)

26、明氯丁橡膠，并于1937年正式推向市場(chǎng)，使氯丁橡膠成為第一個(gè)實(shí)行工業(yè)化生產(chǎn)的合成橡膠品種。氯丁橡膠均以乳液聚合法生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝流程多為單釜間歇聚合。聚合溫度多控制在4060，轉(zhuǎn)化率則在90%左右。聚合溫度、最終轉(zhuǎn)化率過(guò)高或聚合過(guò)程中進(jìn)入空氣（氧氣）均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。生產(chǎn)中用硫磺秋蘭姆（四烷基甲氨基硫羰二硫化物）體系調(diào)節(jié)分子量。硫磺秋蘭姆體系的主要缺點(diǎn)在于硫鍵不夠穩(wěn)定，這是影響貯存性的重要原因之一。若用硫醇調(diào)節(jié)分子量，則可改善此種性能。氯丁橡膠與一般合成橡膠不同，它不用硫磺硫化，而是用氧化鋅、氧化鎂等硫化。氯丁橡膠的品種和牌號(hào)較多，是合成橡膠中牌號(hào)最多的一個(gè)膠種5。（3）氯丁橡膠的分類氯丁橡

27、膠均以乳液聚合法生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝流程多為單釜間歇聚合。聚合溫度多控制在4060，轉(zhuǎn)化率則在90%左右。聚合溫度、最終轉(zhuǎn)化率過(guò)高或聚合過(guò)程中進(jìn)入空氣（氧氣）均會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降。生產(chǎn)中用硫磺秋蘭姆（四烷基甲氨基硫羰二硫化物）體系調(diào)節(jié)分子量。硫磺秋蘭姆體系的主要缺點(diǎn)在于硫鍵不夠穩(wěn)定，這是影響貯存性的重要原因之一。若用硫醇調(diào)節(jié)分子量，則可改善此種性能。氯丁橡膠與一般合成橡膠不同，它不用硫磺硫化，而是用氧化鋅、氧化鎂等硫化。氯丁橡膠的品種和牌號(hào)較多，是合成橡膠中牌號(hào)最多的一個(gè)膠種。氯丁橡膠的品種和牌號(hào)可按如下幾種情況劃分： 按分子量調(diào)節(jié)方式分為硫黃調(diào)節(jié)型、非硫黃調(diào)節(jié)型、混合調(diào)節(jié)型。 按結(jié)晶速度和程度大小

28、分為快速結(jié)晶型、中等結(jié)晶型和慢結(jié)晶型。 按結(jié)晶速度和程度大小分為快速結(jié)晶型、中等結(jié)晶型和慢結(jié)晶型。 按門(mén)尼粘度高低分為高門(mén)尼型、中門(mén)尼型和低門(mén)尼型。 按所用防老劑種類分為污染型和非污染型。 美國(guó)杜邦（DuPont）公司Neoprene系列氯丁橡膠；日本電氣化學(xué)公司Denka系列氯丁橡膠的；德國(guó)拜耳（Bayer）公司Baypren系列氯丁橡膠；法國(guó)迪斯狄吉爾（Distugil）公司Butaehlor系列氯丁橡膠；俄羅斯Nairit系列氯丁橡膠；日本東洋曹達(dá)（Soda）公司Skyprene系列氯丁橡膠；美國(guó)Petro-Tex化學(xué)公司Neoprere系列氯丁橡膠（4）氯丁橡膠的性能氯丁橡膠外觀為乳白

29、色、米黃色或淺棕色的片狀或塊狀物，密度1.231.25g/cm3，玻璃化溫度4050，碎化點(diǎn)35，軟化點(diǎn)約80，230260下分解。氯丁橡膠溶解度參數(shù)占=9.29.41。溶于甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三釩乙烯，微溶于丙酮、甲乙酮、醋酸乙酯、環(huán)己烷，不溶于正己烷、溶劑汽油，但可溶于由適當(dāng)比例的良溶劑和不良溶劑及非溶劑或不良溶劑和非溶劑組成的混合溶劑，在植物油和礦物油中溶脹而不溶解6。氯丁橡膠有良好的物理機(jī)械性能，耐油，耐熱，耐燃，耐日光，耐臭氧，耐酸堿，耐化學(xué)試劑。缺點(diǎn)是耐寒性和貯存穩(wěn)定性較差。具有較高的拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和可逆的結(jié)晶性，粘接性好。耐老化、耐熱。耐油、耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)異。耐候性和耐臭氧

30、老化僅次于乙丙橡膠和丁基橡膠。耐熱性與丁腈橡膠相當(dāng)，分解溫度230260，短期可耐120150，在80100可長(zhǎng)期使用，具有一定的阻燃性。耐油性僅次于丁腈橡膠。耐無(wú)機(jī)酸、堿腐蝕性良好。耐寒性稍差，電絕緣性不佳。生膠儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，會(huì)產(chǎn)生“自硫”現(xiàn)象，門(mén)尼黏度增大，生膠變硬。氯丁橡膠在壓敏膠制備中單獨(dú)使用得不多，一般是與天然橡膠配合使用。氯丁橡膠宜貯存于陰涼、通風(fēng)、干燥的庫(kù)房?jī)?nèi)，切勿重壓，以防結(jié)團(tuán)。貯存期1年。（5）應(yīng)用 CR122型氯丁橡膠：傳動(dòng)帶、運(yùn)輸帶、電線電纜、耐油膠板、耐油膠管、密封材料等橡膠制品。 CR232型氯丁橡膠：電纜護(hù)套、耐油膠管、橡膠密封件、粘合劑等。 CR24412442型

31、氯丁橡膠：粘合劑生產(chǎn)的原料，用于金屬、木材、橡膠、皮革等材料的粘接。 CR321322型氯丁橡膠：電纜、膠板、普通和耐油膠管、耐油膠靴、導(dǎo)風(fēng)筒、雨布、帳篷布、傳送帶、輸送帶、橡膠密封件、農(nóng)用膠囊氣墊、救生艇等。（6）行業(yè)現(xiàn)狀由于我國(guó)氯丁橡膠的生產(chǎn)量不能滿足國(guó)內(nèi)實(shí)際的需求，因而每年都需要進(jìn)口。中國(guó)化學(xué)工程集團(tuán)采用多項(xiàng)新技術(shù)集成工藝，解決了原材料、公用工程消耗高，副產(chǎn)品多、產(chǎn)品品種少、質(zhì)量差且不穩(wěn)定，排放污水、廢氣多，生產(chǎn)安全性較差等缺陷。與原工藝相比，有效降低能耗，產(chǎn)品品種由幾種增加到30多種，使含銅廢水和含膠乳廢水處理工藝技術(shù)成功應(yīng)用于該生產(chǎn)裝置，有效解決了環(huán)境污染。氯丁橡膠一般應(yīng)用于制作汽車

32、零件、機(jī)械和工業(yè)制品及粘結(jié)劑等，而且在建筑、涂布織物、電線/電纜等方面也有應(yīng)用，而在西歐和北美地區(qū)的市場(chǎng)在逐漸縮小。其次，由于氯丁橡膠的價(jià)格相對(duì)較高以及發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的溫度升高等原因，氯丁橡膠在逐漸被其他膠種所取代。氯丁橡膠的綜合性能良好，天然橡膠和其他合成橡膠所無(wú)法比擬，氯丁橡膠在各個(gè)國(guó)家的交通、建筑、輕工和軍工等領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。（7）前景分析盡管有乙丙橡膠等替代品的出現(xiàn)，但替代產(chǎn)品只能代替部分性能，不能代替氯丁橡膠的全部性能，如乙丙橡膠可以替代氯丁橡膠作為抗老化的用途，但不能替代氯丁橡膠作為粘合劑的用途。因此，氯丁橡膠的生產(chǎn)與消費(fèi)將會(huì)持續(xù)存在。當(dāng)前，我國(guó)氯丁橡膠的生產(chǎn)工藝還比較落后，全部

33、采用電石乙炔法工藝，在物耗和能耗消耗、安全生產(chǎn)、環(huán)境污染、品種質(zhì)量等方面，與同為電石乙炔法的日本電氣化學(xué)相比，處于明顯落后狀態(tài)。僅電石單耗就比后者高出約1/3，在國(guó)際市場(chǎng)中競(jìng)爭(zhēng)能力較差。認(rèn)為在生產(chǎn)工藝上，我國(guó)廠家除了繼續(xù)完善乙炔法生產(chǎn)工藝技術(shù)外，還應(yīng)該積極開(kāi)發(fā)丁二烯法氯丁橡膠生產(chǎn)技術(shù)，以提升我國(guó)氯丁橡膠的整體技術(shù)水平。在產(chǎn)品方面，氯丁橡膠的品種牌號(hào)是合成橡膠中牌號(hào)最多的一個(gè)膠種，而國(guó)外廠家一般都具備多個(gè)商品牌號(hào)，且在耐寒、耐熱、共聚膠黏劑、易加工型（含預(yù)交聯(lián)微凝膠成分）及膠乳多樣化品種方面，我國(guó)與之還有很大的差距，國(guó)內(nèi)高檔產(chǎn)品絕大部分依靠進(jìn)口7。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)氯丁橡膠的生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到8.

34、3萬(wàn)噸，加上未來(lái)的新建或擴(kuò)建，產(chǎn)能恐將出現(xiàn)過(guò)剩。山西合成橡膠集團(tuán)工作人員表示，由于下游需求疲軟，企業(yè)裝置都是半負(fù)荷運(yùn)行。認(rèn)為由于未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈，新建裝置應(yīng)該慎重，有關(guān)廠家可以考慮開(kāi)拓國(guó)外市場(chǎng)。制鞋及建筑領(lǐng)域用膠黏劑是我國(guó)氯丁橡膠最大的應(yīng)用領(lǐng)域，約占總消費(fèi)量的60%；其次是工業(yè)橡膠制品，約占總消費(fèi)量的30%；另外有約10%用于電線電纜及其他領(lǐng)域。從地域分布來(lái)看，華南、華東地區(qū)消費(fèi)量最大，約占全國(guó)總消費(fèi)量的65%；華北、華中地區(qū)約占25%；其他地區(qū)約占10%。由于全球經(jīng)濟(jì)走勢(shì)仍陷于衰退之中，我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展速度也將放緩，再加上三元乙丙橡膠等其他產(chǎn)品的替代，國(guó)內(nèi)對(duì)氯丁橡膠需求的增長(zhǎng)幅度不會(huì)很大

35、。預(yù)計(jì)到2015年，我國(guó)氯丁橡膠的總消費(fèi)量只有7.0萬(wàn)-7.5萬(wàn)噸。我國(guó)氯丁橡膠的研究開(kāi)發(fā)始于20世紀(jì)50年代。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所首先開(kāi)展了電石乙炔法合成氯丁橡膠的研究，1953年在長(zhǎng)春建成450kg/月試驗(yàn)裝置；1956年，重慶長(zhǎng)壽化工廠采用上述科研成果和前蘇聯(lián)的技術(shù)建成了2000噸/年生產(chǎn)裝置，于1958年投產(chǎn)；1965-1966年，我國(guó)相繼在山西合成橡膠集團(tuán)、山東青島化工廠建成電石乙炔法生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)能力各為2500噸/年，后處理均采用電解質(zhì)凝聚技術(shù)；1987年，上述3個(gè)廠相繼引進(jìn)冷凍凝聚技術(shù)，進(jìn)行了裝置的改擴(kuò)建，其中青島化工廠擴(kuò)建后生產(chǎn)能力達(dá)到1萬(wàn)噸/年，但在20世紀(jì)90年代

36、末期停產(chǎn)轉(zhuǎn)型；2007年，山西合成橡膠集團(tuán)有限責(zé)任公司與亞美尼亞依里特公司開(kāi)始合資建設(shè)年產(chǎn)3萬(wàn)噸/年氯丁橡膠生產(chǎn)裝置，經(jīng)過(guò)幾年努力，裝置于2009年12月建成投產(chǎn)。截至2010年底，我國(guó)氯丁橡膠的總生產(chǎn)能力達(dá)到8.3萬(wàn)噸，約占世界氯丁橡膠總生產(chǎn)能力的20.96%。其中，山西合成橡膠集團(tuán)公司的生產(chǎn)能力為5.5萬(wàn)噸/年，約占總生產(chǎn)能力的66.27%；重慶長(zhǎng)壽化工公司的生產(chǎn)能力為2.8萬(wàn)噸/年，約占總生產(chǎn)能力的33.73%。我國(guó)有三套氯丁橡膠生產(chǎn)裝置，每年總生產(chǎn)能力在5萬(wàn)噸以上。這三套裝置分別位于重慶長(zhǎng)壽化工廠、山西省化工廠和青島化工廠。未來(lái)幾年，我國(guó)仍然將有生產(chǎn)廠家計(jì)劃新建或擴(kuò)建氯丁橡膠生產(chǎn)裝置。

37、其中，重慶長(zhǎng)壽化工有限公司計(jì)劃新建4萬(wàn)噸/年生產(chǎn)裝置，四川長(zhǎng)寧（裝置計(jì)劃生產(chǎn)能力為5.0萬(wàn)噸/年）、東營(yíng)港經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)（裝置計(jì)劃生產(chǎn)能力為5萬(wàn)噸/年）以及內(nèi)蒙古蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司（裝置計(jì)劃生產(chǎn)能力為2萬(wàn)噸/年）等也計(jì)劃新建氯丁橡膠生產(chǎn)裝置。預(yù)計(jì)到2015年，我國(guó)氯丁橡膠的總年生產(chǎn)能力將超過(guò)15萬(wàn)噸8。1.2.3 復(fù)合材料簡(jiǎn)介復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。復(fù)合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金

38、。非金屬基體主要有合成樹(shù)脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強(qiáng)材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質(zhì)細(xì)粒等。（1）復(fù)合材料的分類復(fù)合材料是一種混合物。在很多領(lǐng)域都發(fā)揮了很大的作用，代替了很多傳統(tǒng)的材料。復(fù)合材料按其組成分為金屬與金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬與金屬?gòu)?fù)合材料、非金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料。按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又分為：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。將各種纖維增強(qiáng)體置于基體材料內(nèi)復(fù)合而成。如纖維增強(qiáng)塑料、纖維增強(qiáng)金屬等。夾層復(fù)合材料。由性質(zhì)不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強(qiáng)度高、??；芯材質(zhì)輕、強(qiáng)度低，但具有一定剛度和厚度。分為實(shí)心夾層和蜂窩夾層兩種。細(xì)粒復(fù)合材料。將硬質(zhì)細(xì)

39、粒均勻分布于基體中，如彌散強(qiáng)化合金、金屬陶瓷等?；祀s復(fù)合材料。由兩種或兩種以上增強(qiáng)相材料混雜于一種基體相材料中構(gòu)成。與普通單增強(qiáng)相復(fù)合材料比，其沖擊強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度和斷裂韌性顯著提高，并具有特殊的熱膨脹性能。分為層內(nèi)混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內(nèi)/層間混雜和超混雜復(fù)合材料。60年代，為滿足航空航天等尖端技術(shù)所用材料的需要，先后研制和生產(chǎn)了以高性能纖維（如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等）為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料，其比強(qiáng)度大于4×106cm，比模量大于4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂復(fù)合材料相區(qū)別，將這種復(fù)合材料稱為先進(jìn)復(fù)合材料。按基體材料不同，先進(jìn)復(fù)合材料分為樹(shù)

40、脂基、金屬基和陶瓷基復(fù)合材料。其使用溫度分別達(dá)250350、3501200和1200以上。先進(jìn)復(fù)合材料除作為結(jié)構(gòu)材料外，還可用作功能材料，如梯度復(fù)合材料（材料的化學(xué)和結(jié)晶學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、空隙等在空間連續(xù)梯變的功能復(fù)合材料）、機(jī)敏復(fù)合材料（具有感覺(jué)、處理和執(zhí)行功能，能適應(yīng)環(huán)境變化的功能復(fù)合材料）、仿生復(fù)合材料、隱身復(fù)合材料等。（2）應(yīng)用復(fù)合材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域有：航空航天領(lǐng)域。由于復(fù)合材料熱穩(wěn)定性好，比強(qiáng)度、比剛度高，可用于制造飛機(jī)機(jī)翼和前機(jī)身、衛(wèi)星天線及其支撐結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)能電池翼和外殼、大型運(yùn)載火箭的殼體、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等。汽車工業(yè)。由于復(fù)合材料具有特殊的振動(dòng)阻尼特性，可減振和降低噪聲、

41、抗疲勞性能好，損傷后易修理，便于整體成形，故可用于制造汽車車身、受力構(gòu)件、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)架及其內(nèi)部構(gòu)件?；?、紡織和機(jī)械制造領(lǐng)域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹(shù)脂基體復(fù)合而成的材料，可用于制造化工設(shè)備、紡織機(jī)、造紙機(jī)、復(fù)印機(jī)、高速機(jī)床、精密儀器等。醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。碳纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和不吸收X射線特性，可用于制造醫(yī)用X光機(jī)和矯形支架等。碳纖維復(fù)合材料還具有生物組織相容性和血液相容性，生物環(huán)境下穩(wěn)定性好，也用作生物醫(yī)學(xué)材料。此外，復(fù)合材料還用于制造體育運(yùn)動(dòng)器件和用作建筑材料等9。隨著科技的發(fā)展，樹(shù)脂與玻璃纖維在技術(shù)上不斷進(jìn)步，生產(chǎn)廠家的制造能力普遍提高，使得玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的價(jià)格成本已被許多行業(yè)

42、接受，但玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料的強(qiáng)度尚不足以和金屬匹敵。因此，碳纖維、硼纖維等增強(qiáng)復(fù)合材料相繼問(wèn)世，使高分子復(fù)合材料家族更加完備，已經(jīng)成為眾多產(chǎn)業(yè)的必備材料。目前全世界復(fù)合材料的年產(chǎn)量已達(dá)550多萬(wàn)噸，年產(chǎn)值達(dá)1300億美元以上，若將歐、美的軍事航空航天的高價(jià)值產(chǎn)品計(jì)入，其產(chǎn)值將更為驚人。從全球范圍看，世界復(fù)合材料的生產(chǎn)主要集中在歐美和東亞地區(qū)。近幾年歐美復(fù)合材料產(chǎn)需均持續(xù)增長(zhǎng)，而亞洲的日本則因經(jīng)濟(jì)不景氣，發(fā)展較為緩慢，但中國(guó)尤其是中國(guó)內(nèi)地的市場(chǎng)發(fā)展迅速。據(jù)世界主要復(fù)合材料生產(chǎn)商PPG公司統(tǒng)計(jì)，2000年歐洲的復(fù)合材料全球占有率約為32%，年產(chǎn)量約200萬(wàn)噸。與此同時(shí)，美國(guó)復(fù)合材料在20世紀(jì)90年代

43、年均增長(zhǎng)率約為美國(guó)GDP增長(zhǎng)率的2倍，達(dá)到4%6%。2000年，美國(guó)復(fù)合材料的年產(chǎn)量達(dá)170萬(wàn)噸左右。特別是汽車用復(fù)合材料的迅速增加使得美國(guó)汽車在全球市場(chǎng)上重新崛起。亞洲近幾年復(fù)合材料的發(fā)展情況與政治經(jīng)濟(jì)的整體變化密切相關(guān)，各國(guó)的占有率變化很大。總體而言，亞洲的復(fù)合材料仍將繼續(xù)增長(zhǎng)，2000年的總產(chǎn)量約為145萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2005年總產(chǎn)量將達(dá)180萬(wàn)噸10。從應(yīng)用上看，復(fù)合材料在美國(guó)和歐洲主要用于航空航天、汽車等行業(yè)。2000年美國(guó)汽車零件的復(fù)合材料用量達(dá)14.8萬(wàn)噸，歐洲汽車復(fù)合材料用量到2003年估計(jì)可達(dá)10.5萬(wàn)噸。而在日本，復(fù)合材料主要用于住宅建設(shè)，如衛(wèi)浴設(shè)備等，此類產(chǎn)品在2000年的用

44、量達(dá)7.5萬(wàn)噸，汽車等領(lǐng)域的用量?jī)H為2.4萬(wàn)噸。不過(guò)從全球范圍看，汽車工業(yè)是復(fù)合材料最大的用戶，今后發(fā)展?jié)摿θ允志薮?，目前還有許多新技術(shù)正在開(kāi)發(fā)中。例如，為降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲，增加轎車的舒適性，正著力開(kāi)發(fā)兩層冷軋板間粘附熱塑性樹(shù)脂的減振鋼板；為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)向高速、增壓、高負(fù)荷方向發(fā)展的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)活塞、連桿、軸瓦已開(kāi)始應(yīng)用金屬基復(fù)合材料。為滿足汽車輕量化要求，必將會(huì)有越來(lái)越多的新型復(fù)合材料將被應(yīng)用到汽車制造業(yè)中。與此同時(shí)，隨著近年來(lái)人們對(duì)環(huán)保問(wèn)題的日益重視，高分子復(fù)合材料取代木材方面的應(yīng)用也得到了進(jìn)一步推廣。例如，用植物纖維與廢塑料加工而成的復(fù)合材料，在北美已被大量用作托盤(pán)和包裝箱，用以替代木制產(chǎn)

45、品；而可降解復(fù)合材料也成為國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)研究的重點(diǎn)11。另外，納米技術(shù)逐漸引起人們的關(guān)注，納米復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)也成為新的熱點(diǎn)。以納米改性塑料，可使塑料的聚集態(tài)及結(jié)晶形態(tài)發(fā)生改變，從而使之具有新的性能，在克服傳統(tǒng)材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時(shí)，大大提高了材料的綜合性能12。（3）現(xiàn)狀與前景現(xiàn)階段，我國(guó)玻璃鋼、復(fù)合材料行業(yè)面臨一個(gè)新的大發(fā)展時(shí)期，如城市化進(jìn)程中大規(guī)模的市政建設(shè)、新能源的利用和大規(guī)模開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)政策的出臺(tái)、汽車工業(yè)的發(fā)展、大規(guī)模的鐵路建設(shè)、大飛機(jī)項(xiàng)目等。在巨大的市場(chǎng)需求牽引下，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)展空間。2007年中國(guó)（大陸）行業(yè)中，復(fù)合材料玻璃纖維產(chǎn)量160萬(wàn)噸，其

46、中115.5萬(wàn)噸用于玻璃鋼（FRP）工業(yè)；不飽和聚酯樹(shù)脂（UPR）產(chǎn)量135萬(wàn)噸，其中68.8萬(wàn)噸用于玻璃鋼領(lǐng)域、占51%；乙烯基樹(shù)脂產(chǎn)量12640噸，膠衣樹(shù)脂產(chǎn)量15870噸。2008年我國(guó)復(fù)合材料整個(gè)行業(yè)全年經(jīng)濟(jì)運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)量增長(zhǎng)達(dá)12%左右。行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)全年實(shí)現(xiàn)工業(yè)增加值86.7億元，工業(yè)總產(chǎn)值258億元，新產(chǎn)品產(chǎn)值11.6億元，銷售產(chǎn)值253億元?，F(xiàn)階段，我國(guó)玻璃鋼、復(fù)合材料行業(yè)面臨一個(gè)新的大發(fā)展時(shí)期，如城市化進(jìn)程中大規(guī)模的市政建設(shè)、新能源的利用和大規(guī)模開(kāi)發(fā)、環(huán)境保護(hù)政策的出臺(tái)、汽車工業(yè)的發(fā)展、大規(guī)模的鐵路建設(shè)、大飛機(jī)項(xiàng)目等。在巨大的市場(chǎng)需求牽引下，復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將有很廣闊的發(fā)

47、展空間。從2010年年初起，國(guó)家發(fā)改委、科技部、財(cái)政部、工信部四部委聯(lián)合制定下發(fā)了關(guān)于加快培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定代擬稿，經(jīng)過(guò)半年的意見(jiàn)征求，主要領(lǐng)域從7個(gè)擴(kuò)為9個(gè)，其中“新材料”中分列了特種功能和高性能復(fù)合材料兩項(xiàng)。在“十大產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃”之后，“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”已經(jīng)被認(rèn)為是振興經(jīng)濟(jì)的又一重大舉措，此后的政府大規(guī)模投資也被市場(chǎng)普遍期待，所以這也被認(rèn)為是繼國(guó)家“4萬(wàn)億”投資計(jì)劃之后又一個(gè)大型產(chǎn)業(yè)投資計(jì)劃。（4）發(fā)展?jié)摿εc熱點(diǎn)復(fù)合材料創(chuàng)新包括復(fù)合材料的技術(shù)發(fā)展、復(fù)合材料的工藝發(fā)展、復(fù)合材料的產(chǎn)品發(fā)展和復(fù)合材料的應(yīng)用，具體要抓住樹(shù)脂基體發(fā)展創(chuàng)新、增強(qiáng)材料發(fā)展創(chuàng)新、生產(chǎn)工藝發(fā)展創(chuàng)新和產(chǎn)品應(yīng)用發(fā)展創(chuàng)新。

48、到2007年，亞洲占世界復(fù)合材料總銷售量的比例將從18%增加到25%，目前亞洲人均消費(fèi)量?jī)H為0.29kg，而美國(guó)為6.8kg，亞洲地區(qū)具有極大的增長(zhǎng)潛力13。中國(guó)碳纖維工業(yè)發(fā)展緩慢，從CF發(fā)展回顧、特點(diǎn)、國(guó)內(nèi)碳纖維發(fā)展過(guò)程、中國(guó)PAN基CF市場(chǎng)概況、特點(diǎn)、“十五”科技攻關(guān)情況看，發(fā)展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能。中國(guó)玻璃纖維70%以上用于增強(qiáng)基材，在國(guó)際市場(chǎng)上具有成本優(yōu)勢(shì)，但在品種規(guī)格和質(zhì)量上與先進(jìn)國(guó)家尚有差距，必須改進(jìn)和發(fā)展紗類、機(jī)織物、無(wú)紡氈、編織物、縫編織物、復(fù)合氈，推進(jìn)玻纖與玻鋼兩行業(yè)密切合作，促進(jìn)玻璃纖維增強(qiáng)材料的新發(fā)展。一是清潔、可再生能源用復(fù)合材料，包括風(fēng)力發(fā)電用復(fù)合材料、煙氣

49、脫硫裝置用復(fù)合材料、輸變電設(shè)備用復(fù)合材料和天然氣、氫氣高壓容器；二是汽車、城市軌道交通用復(fù)合材料，包括汽車車身、構(gòu)架和車體外覆蓋件，軌道交通車體、車門(mén)、座椅、電纜槽、電纜架、格柵、電器箱等；三是民航客機(jī)用復(fù)合材料，主要為碳纖維復(fù)合材料。熱塑性復(fù)合材料約占10%，主要產(chǎn)品為機(jī)翼部件、垂直尾翼、機(jī)頭罩等。中國(guó)未來(lái)20年間需新增支線飛機(jī)661架，將形成民航客機(jī)的大產(chǎn)業(yè)，復(fù)合材料可建成新產(chǎn)業(yè)與之相配套；四是船艇用復(fù)合材料，主要為游艇和漁船，游艇作為高級(jí)娛樂(lè)耐用消費(fèi)品在歐美有很大市場(chǎng)，由于中國(guó)魚(yú)類資源的減少、漁船雖發(fā)展緩慢，但復(fù)合材料特有的優(yōu)點(diǎn)仍有發(fā)展的空間。國(guó)內(nèi)外復(fù)合材料在橋梁、房屋、道路中的基礎(chǔ)應(yīng)用

50、廣泛，與傳統(tǒng)材料相比有很多優(yōu)點(diǎn)，特別是在橋梁上和在房屋補(bǔ)強(qiáng)、隧道工程以及大型儲(chǔ)倉(cāng)修補(bǔ)和加固中市場(chǎng)廣闊。重點(diǎn)發(fā)展物理回收（粉碎回收）、化學(xué)回收（熱裂解）和能量回收，加強(qiáng)技術(shù)路線、綜合處理技術(shù)研究，示范生產(chǎn)線建設(shè)，再生利用研究，大力拓展再生利用材料在石膏中的應(yīng)用、在拉擠制品中的應(yīng)用以及在SMC/BMC模壓制品中的應(yīng)用和典型產(chǎn)品中的應(yīng)用14。21世紀(jì)的高性能樹(shù)脂基復(fù)合材料技術(shù)是賦予復(fù)合材料自修復(fù)性、自分解性、自診斷性、自制功能等為一體的智能化材料。以開(kāi)發(fā)高剛度、高強(qiáng)度、高濕熱環(huán)境下使用的復(fù)合材料為重點(diǎn)，構(gòu)筑材料、成型加工、設(shè)計(jì)、檢查一體化的材料系統(tǒng)。組織系統(tǒng)上將是聯(lián)盟和集團(tuán)化，這將更充分的利用各方面

51、的資源（技術(shù)資源、物質(zhì)資源），緊密聯(lián)系各方面的優(yōu)勢(shì)，以推動(dòng)復(fù)合材料工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展15。1.3課題方案擬定及研究意義1.3.1課題方案擬定課題的研究方案擬定通過(guò)改變玻璃纖維與氯丁橡膠的配比，研究玻璃纖維用量的改變對(duì)復(fù)合材料的影響，并得到綜合性能較好的橡膠制品，找到玻璃纖維與氯丁橡膠的最佳配比。1.3.2課題研究意義橡膠的耐磨性是橡膠制品的一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)，橡膠制品耐磨性的好壞與它們的使用壽命和使用安全性密切相關(guān)，因此對(duì)橡膠耐磨性的研究是至關(guān)重要的。將不同材料制成復(fù)合材料是提升產(chǎn)品性能的重要途徑。實(shí)踐表明，復(fù)合材料比單一材料具有更優(yōu)秀的性能，并降低生產(chǎn)成本。復(fù)合材料作為末來(lái)材料發(fā)展的主流，已成

52、為衡量一個(gè)國(guó)家科技水平的標(biāo)準(zhǔn)之一。12. 實(shí)驗(yàn)部分22.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備2.1.1 主要實(shí)驗(yàn)原料本實(shí)驗(yàn)使用了玻璃纖維、氯丁橡膠、氧化鋅、氧化鎂等主要原料及其他配合劑。實(shí)驗(yàn)所需的原料如表2.1所示：表2.1 實(shí)驗(yàn)原料Table 2.1 Experimental materials名稱生產(chǎn)廠家玻璃纖維濟(jì)南來(lái)匯化工實(shí)業(yè)有限公司氯丁橡膠玉田縣鼎盛橡膠制品有限公司氧化鋅濰坊恒豐化工有限公司硬脂酸衡水宇祥橡膠化工有限公司防老劑D華星（宿遷）化學(xué)有限公司氧化鎂鄭州安誠(chéng)科技有限公司促進(jìn)劑DM上海永研化工科技有限公司玻璃纖維添加量如表2.2所示： 表2.2 實(shí)驗(yàn)配方Table 2.2 Experiment

53、al formula編號(hào)變量 12345678玻璃纖維（份）0202530354045502.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器實(shí)驗(yàn)所需的設(shè)備儀器如表2.3所示：表2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及型號(hào)一覽Fig 2.3 The experiment equipment and model設(shè)備名稱型號(hào)生產(chǎn)廠家開(kāi)煉機(jī)SK160B型上海清華機(jī)械廠電腦無(wú)轉(zhuǎn)子密閉型硫化儀MDR2000型上海登杰機(jī)器設(shè)備有限公司平板硫化機(jī)QLBD型上海第一橡膠機(jī)械廠厚度計(jì)HD型上?；C(jī)械四廠拉力試驗(yàn)機(jī)LJ500型廣州試驗(yàn)儀器廠掃描電鏡KYKY-EM3800北京中科科儀技術(shù)發(fā)展有限公司電子天平JA5003B上海精密科學(xué)儀器有限公司2.1.3

54、樣品的制備 將生膠先在開(kāi)煉機(jī)上塑煉，按順序加入各種填料、助劑混煉均勻，得到膠料。剪出一小塊膠料在橡膠硫化儀上測(cè)出正硫化時(shí)間，用模具在平板硫化機(jī)上壓片，將制出的膠片用模具制成啞鈴狀和褲狀膠片，進(jìn)行拉伸和撕裂測(cè)試。玻璃纖維/氯丁橡膠復(fù)合材料配方如表2.4所示：表2.4 基礎(chǔ)配方Table 2.4 The basis of formula原料用量玻璃纖維變量氯丁橡膠150.00氧化鋅7.50硬脂酸0.75防老劑D3.00氧化鎂6.00促進(jìn)劑DM0.602.1.4 實(shí)驗(yàn)步驟按照配方設(shè)計(jì)用量，稱取一定量的氯丁橡膠加到雙輥開(kāi)煉機(jī)上塑煉，在雙輥開(kāi)煉機(jī)上塑煉后，依次加入玻璃纖維、防老劑D、促進(jìn)劑DM、硬脂酸，

55、最后加入ZnO和MgO?；烊牒?，先打三角包（左右兩端交替壓入），再以0.5mm輥距薄通6次，最后下片。 制得復(fù)合材料后，將膠料冷卻2小時(shí)，剪取小塊膠料進(jìn)行硫化特性測(cè)試，測(cè)得正硫化時(shí)間。2.2 實(shí)驗(yàn)工藝過(guò)程實(shí)驗(yàn)工藝流程如圖2.1所示：防老劑D玻璃纖維氯丁橡膠促進(jìn)劑DM、氧化鎂、氧化鋅、硬脂酸打包、打卷下片圖2.1 實(shí)驗(yàn)操作具體流程Figure 2.1 Test operation of specific processes2.2.1 混煉（1）啟動(dòng)開(kāi)煉機(jī)，輥距為1mm。（2）加入氯丁橡膠且氯丁橡膠薄通2次。（3）加入玻璃纖維且兩邊各做幾次3/4拉刀倒膠，操作時(shí)間為5min。（4）加入防D，兩邊各做幾次3/4拉刀倒膠，操作時(shí)間為1min。（5）DM、氧化鋅、氧化鎂、硬脂酸混合在一起，然后加入。兩邊各做幾次3/4拉刀倒膠，操作時(shí)間約為3min。（6）取下膠料調(diào)節(jié)輥距，打三角包、打卷。操作時(shí)間約為5