玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域綜述

玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域綜述摘要：隨著玻璃纖維復(fù)合材料被的廣泛研究，另外玻璃纖維價(jià)格便宜，其高性價(jià)比受到應(yīng)用領(lǐng)域的青睞，我國的玻璃纖維復(fù)合材料行業(yè)得到了迅猛地發(fā)展。目前，我國玻璃纖維復(fù)合材料生產(chǎn)總量居世界前列，玻璃纖維復(fù)合材料已被廣泛地應(yīng)用于建筑工程、石油化工、交通運(yùn)輸、能源工業(yè)、機(jī)械制造、船艇、體育器械、航空航天等領(lǐng)域，為國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)做出了重要貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞玻璃纖維復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域ReviewedtheapplicationareasofglassfibercompositematerialsAbstract:Astheglassfibercompositeswaswidelystudied,cheappriceanditscost-effective,theglassfibergetthefavourofapplicationfield,inChina,Glassfibercompositesindustryhasbeenarapiddevelopment.Atpresent,GlassfibercompositesrankedamongthetopoftheworldtotalproductioninChina,glassfibercompositematerialshavebeenwidelyusedinconstructionengineering,petrochemicalindustry,transportation,energyindustry,machinerymanufacturing,boat,sportsequipment,aerospaceandotherfields,itmakeanimportantcontributiontonationaleconomyandnationaldefenseconstruction.KeywordsGlassfiberCompositematerialsApplicationfield1、引言玻璃纖維是由玻璃熔化而得，玻璃纖維復(fù)合材料是以玻璃纖維及其制品作為增強(qiáng)材料，以合成樹脂作基體材料的一種復(fù)合材料。通常玻璃纖維復(fù)合材料的片材制備和制品成型過程是分開的，但從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，將兩者結(jié)合起來，即可減少設(shè)備投人,又可節(jié)約能耗⑴。玻璃纖維能夠在實(shí)現(xiàn)較高機(jī)械強(qiáng)度的同時(shí)保持成本優(yōu)勢，達(dá)到一個(gè)均衡，玻璃纖維復(fù)合材料具有良好的回收性能⑵。與傳統(tǒng)材料相比，具有比強(qiáng)度高、比模量高及可設(shè)計(jì)性、易修補(bǔ)，耐疲勞、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)但玻璃纖維增強(qiáng)的樹脂基復(fù)合材料對濕熱的環(huán)境比較敏感⑵,而且濕熱環(huán)境會使它性能下降，采用合適的化學(xué)交聯(lián)劑或偶聯(lián)劑對聚合物進(jìn)行改性，使其變?yōu)樵魉晕镔|(zhì)W］。玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用范圍很廣A。］。高強(qiáng)玻璃纖維復(fù)合材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抗彈性能用于制作防彈板；玻璃纖維增強(qiáng)材料可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木材及其它材料，可以用于建筑行業(yè)中；玻璃纖維復(fù)合材料維被廣泛的用于汽車工業(yè)還可以用于飛機(jī)、火箭等，近年來在民用方面發(fā)展也很迅猛，在艦船和體育器械等領(lǐng)域得到應(yīng)用，并且用量不斷增加。如StaMax等材料的開發(fā)，提高了家用電器、電子產(chǎn)品、汽車零件及其它應(yīng)用的抗沖強(qiáng)度；由于全球能源日益緊張，風(fēng)能材料的開發(fā)更具發(fā)展前景，玻璃纖維復(fù)合材料用于制備能源設(shè)備，預(yù)計(jì)將在不久的未來，這領(lǐng)域?qū)⒊蔀椴ＡЮw維復(fù)合材料重要的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著新生產(chǎn)工藝的不斷出現(xiàn)推動著玻璃纖維復(fù)合材料的發(fā)展［1。］。我國玻璃纖維復(fù)合材料工業(yè)已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期。過去是以發(fā)展速度為主要特征，現(xiàn)在則以產(chǎn)品應(yīng)用和質(zhì)量提高為重要標(biāo)志［12］。IntroductionGlassfiberismadeofglassmelting,glassfibercompositematerialisglassfiberanditsproductsasreinforcedmaterial,syntheticresinasbasematerialofakindofcompositematerials.Usually,sheetofglassfibercompositespreparationandproductsmoldingprocessisseparate,butforeconomicperspective,togetthemtogethercanreduceequipmentinvestment,butalsosaveenergy.Glassfibercanbeimplementedinhighmechanicalstrengthatthesametimemaintaincostadvantages,itcanachieveabalanced.Theglassfibercompositematerialhasgoodrecoveryperformance.Comparedwithtraditionalmaterials,ithashighspecificstrength,highmodulusthanandcandesign,easytorepair,fatigueresistance,corrosionresistanceadvantages,butglassfiberreinforcedresinmatrixcompositesismoresensitivetohotandhumidenvironment,andhotandhumidenvironmentwillmakeitperformancedegradation,useappropriatechemicalcrosslinkingagentandcouplingagentonpolymermodification,makeitbecomeahydrophobicmaterial.Awiderangeofglassfibercompositematerials.Highstrengthglassfibercompositematerialhasexcellentmechanicalpropertiesandresistancetoflexibility.itcanbeusedtomakebulletproofplate;Glassfiberreinforcedmaterialcanreplacethetraditionalwoodandothermaterials,itcanbeusedintheconstructionindustry;Dglassfibercompositesarewidelyusedinautomobileindustry,italsocanbeusedforaircraft,rocket,etc.It

isveryrapidinrecentyearsinciviliandevelopmentandhasbeenappliedinareassuchasshipsandsportsequipmentandthedosageincreasing.SuchasthedevelopmentofStaMaxmaterials,improvingthehouseholdelectricalappliances,electronicproducts,autopartsandotherapplicationsoftheimpactstrength;Becauseoftheglobalenergyincreasinglynervous,moredevelopmentprospectofthedevelopmentofwindenergymaterials.Glassfibercompositematerialusedforthepreparationofenergyequipment,expectedinthenearfuture,thisfieldwillbecomeanimportantapplicationfieldofglassfibercompositematerials.Withthenewproductiontechnologyofappearconstantlypromotethedevelopmentoftheglassfibercomposites,glassfibercompositesindustryhasenteredanewperiodofdevelopmentinChina.Themainfeaturewasdevelopmentinthepast,butnow,itisproductapplicationandqualityimprovementfortheimportantsign.2、玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域2.1、航空軍工領(lǐng)域玻纖增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料是最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的復(fù)合材料之一［13］。玻璃纖維復(fù)合材料大量應(yīng)用于火箭、導(dǎo)彈的防熱材料；在輕型裝甲車中，玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用幾乎涉及裝甲車輛的各個(gè)部位；玻璃纖維復(fù)合材料的透波性能已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，產(chǎn)品包括保護(hù)天線的天線罩、電子對抗用的透波墻以及電視發(fā)射塔的墻體等［14-15］；玻璃纖維復(fù)合材料是很好的防彈材料［16-17］，具優(yōu)異的抗彈性能［18］。因?yàn)椴ＡЮw維復(fù)合材料的密度效應(yīng)和強(qiáng)度效應(yīng)使其制造的復(fù)合裝甲具有極好的抗穿甲彈能力，并且具有使破甲彈射流彎曲、不規(guī)則斷裂失穩(wěn)的能力。此外，它對核輻射也具有強(qiáng)烈的衰減作用。玻璃纖維復(fù)合材料還被用于研制各種不同當(dāng)量的玻璃纖維復(fù)合材料爆炸容器［19］,如1994年美國SNL實(shí)驗(yàn)室從俄聯(lián)邦核中心購買了2kg（TNT當(dāng)量）球形及50kg柱形復(fù)合材料爆炸容器的全部設(shè)計(jì)資料［2。］。2.2、能源設(shè)備領(lǐng)域從國外的應(yīng)用實(shí)踐看，玻璃纖維復(fù)合材料在一定程度上也是建造輸電桿塔結(jié)構(gòu)的理想材料之一［21］。由于玻璃纖維復(fù)合材料具有重量輕、強(qiáng)度高、絕緣性好、耐疲勞、耐腐蝕、加工成型方便、易維護(hù)等特點(diǎn)。玻璃纖維復(fù)合材料在電力行業(yè)的應(yīng)用除傳統(tǒng)輸變電設(shè)備、設(shè)施外，玻璃鋼桿塔和復(fù)合電纜芯成為行業(yè)關(guān)注的熱

點(diǎn)之一。近年來，隨著輸電走廊用地的日益緊張，部分地區(qū)的污穢和腐蝕程度的不斷加重，復(fù)合材料用于輸電桿塔的優(yōu)勢日益突顯。利用復(fù)合材料的優(yōu)良性能，不僅可以克服傳統(tǒng)的輸電桿塔普遍存在的質(zhì)量重、易腐、銹蝕或開裂等缺陷，還可以增加桿塔絕緣間隙及絕緣爬距，提高線路的絕緣水平。還可以進(jìn)一步壓縮輸電線路走廊寬度，降低輸電線路建設(shè)及運(yùn)行維護(hù)成本。隨著國內(nèi)玻璃纖維復(fù)合材料成型工藝技術(shù)和產(chǎn)品性能的進(jìn)步與提升，制造成本的降低，玻璃纖維復(fù)合材料桿塔的研究與應(yīng)用條件已經(jīng)具備，許多部門開展了應(yīng)用研究工作，并已進(jìn)入線路試驗(yàn)階段。當(dāng)今世界能源緊張，風(fēng)力發(fā)電作為一種清潔能源備受矚目。目前風(fēng)機(jī)葉片的主要材料為玻璃纖維復(fù)合材料［2刃，因?yàn)椴ＡЮw維具有可根據(jù)風(fēng)機(jī)葉片的受力特點(diǎn)來設(shè)計(jì)強(qiáng)度與剛度，翼型容易成型，可達(dá)到最大的氣動效率，疲勞強(qiáng)度較高，抗震性好和耐腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，而且玻璃纖維價(jià)格便宜。供應(yīng)量寬松，采用玻璃纖維作為葉片材料的成型工藝成熟⑵］?；鹆Πl(fā)電量占全球發(fā)電量的一半以上，因此，煤炭在至少未來幾十年內(nèi)仍將是主要的燃料。所有的火力電廠最終都要安裝洗滌塔和脫硫系統(tǒng)，而玻璃纖維復(fù)合材料則是這一應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)性價(jià)比最高的材料。玻璃纖維復(fù)合材料用于石油化工。除傳統(tǒng)防腐工程外，還被用于高壓管道、貯罐、塔器等產(chǎn)品中。2.3、交通運(yùn)輸領(lǐng)域玻璃纖維復(fù)合材料在軌道交通上的應(yīng)用發(fā)展從玻璃纖維復(fù)合材料零部件到全玻璃纖維復(fù)合材料的機(jī)頭、箱體等，都展示了巨大的優(yōu)勢及其在軌道交通領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用前景。國內(nèi)除應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)和工藝，為軌道車輛研發(fā)生產(chǎn)、車體內(nèi)裝件和設(shè)備、設(shè)施外，應(yīng)深入研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的玻璃纖維復(fù)合材料制造技術(shù)及其批量化產(chǎn)品，促進(jìn)我國高速軌道交通事業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前我國正處在軌道交通建設(shè)的繁榮時(shí)期，已經(jīng)成為世界上最大的城市軌道交通市場。對于玻璃纖維復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)而言，這是一個(gè)大有可為的應(yīng)用領(lǐng)域。隨著國家振興汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃出臺，將加速提升玻璃纖維復(fù)合材料制品在汽車上的應(yīng)用總量2。同時(shí)，國家節(jié)能減排政策和新能源電力汽車的發(fā)展，以及汽車材料輕量化的發(fā)展趨勢，也為玻璃纖維復(fù)合材料制品在汽車上的應(yīng)用提供了更加廣闊的市場發(fā)展空間。在汽車行業(yè)的應(yīng)用主要用于座椅骨架、保險(xiǎn)杠、儀表板、發(fā)動機(jī)罩、電池托架、車頂棚和備用輪胎架等部件［25］。美國的GMT產(chǎn)品中有80%用于汽車部件。福特、通用、克萊斯

勒等公司轎車部件大多數(shù)使用了玻璃纖維復(fù)合材料，如蓄電池托架、行李架、前圍、擋泥板、風(fēng)扇葉片等如，玻璃纖維復(fù)合材料可以循環(huán)使用、隔熱、隔聲，是汽車用材料的發(fā)展方向，為熱塑性復(fù)合材料的應(yīng)用提供了發(fā)展機(jī)遇。隨著玻璃纖維復(fù)合材料新品種的開發(fā)，使得它在汽車上得到越來越廣泛的應(yīng)用⑵"2.4、土木建筑工程領(lǐng)域玻璃纖維復(fù)合材料制品在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用除傳統(tǒng)產(chǎn)品如冷卻塔、風(fēng)機(jī)、水箱、管道、門窗、采光瓦、裝飾裝修等和建筑材料外，建筑補(bǔ)強(qiáng)和玻璃纖維復(fù)合材料在橋梁上的應(yīng)用成為新的關(guān)注點(diǎn)。玻璃纖維-芳綸纖維復(fù)合材料加固橋梁結(jié)構(gòu)具有廣泛的推廣前景，粘貼玻璃纖維-芳綸纖維混合材料加固有利于改善橋梁的使用性能，增加結(jié)構(gòu)的耐久性。施工工期非常短,對交通影響很小，施工質(zhì)量也比較容易保證,并且在使用中無需定期維護(hù)，綜合經(jīng)濟(jì)效益很好㈣。不過得了解粘貼纖維布施工的要領(lǐng)如。成功地把玻璃纖維復(fù)合材料應(yīng)用到了電信電纜檢修井防止地下水滲漏的工程中，經(jīng)過近多年的實(shí)際運(yùn)行達(dá)到了預(yù)期的效果［30］。氯氧鎂水泥作為無機(jī)膠粘劑制備氯氧鎂水泥'玻璃纖維復(fù)合材料［31］可應(yīng)用于冷卻塔殼體工程和用于地下輸水管工程但其水化產(chǎn)物在水中的溶解度大區(qū)，耐水性差。玻璃纖維的物理和力學(xué)性能及其低成本使它成為土木建筑工程的理想材料。其中玻璃纖維復(fù)合材料筋優(yōu)于鋼筋的各種性能如耐化學(xué)腐蝕、高軸向強(qiáng)度、非磁性等，更加強(qiáng)了它在工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中的地位邸。2.5、環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域由于玻璃纖維復(fù)合材料所具有的比強(qiáng)度高、優(yōu)良的耐腐蝕性能和無銹蝕等特點(diǎn)在水處理工程上得到廣泛的應(yīng)用。環(huán)境保護(hù)和新農(nóng)村建設(shè)是國家重點(diǎn)關(guān)注和支持的項(xiàng)目，同時(shí)也是玻璃纖維復(fù)合材料行業(yè)近年來關(guān)注的應(yīng)用領(lǐng)域。主要是玻璃鋼凈化（槽）池和玻璃鋼沼氣池。這領(lǐng)域具有廣闊的市場發(fā)展空間。例如在新農(nóng)村建設(shè)中玻璃鋼沼氣池因其材料耐腐蝕好、可工廠化生產(chǎn)、安裝方便、產(chǎn)氣快、壽命長、使用安全等優(yōu)異性能得到農(nóng)戶的歡迎，受到農(nóng)業(yè)部重視和大力推廣。3、結(jié)語隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國正在成為全球玻璃纖維產(chǎn)業(yè)需求和應(yīng)用的最大市場。隨著國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃和加大基礎(chǔ)設(shè)施投資力度，對于玻璃纖維復(fù)合材料行業(yè)來講，建筑業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)是玻璃纖維復(fù)合材料用量最大的應(yīng)用領(lǐng)

域，同時(shí)，新能源和電力等行業(yè)對玻璃纖維復(fù)合材料的需求也將持續(xù)增長。根據(jù)我國玻璃纖維復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展情況，預(yù)計(jì)近年對玻璃纖維的需求每年將有兩位數(shù)的增長。一個(gè)國家玻璃纖維復(fù)合材料行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平可以從一個(gè)側(cè)面展現(xiàn)出其工業(yè)發(fā)展技術(shù)水平。我國是世界上最大的發(fā)展中國家，又為經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最快的國家，雖然我國玻璃纖維復(fù)合材料總量居全球前例，但人均占有率很低，與歐美等復(fù)合材料發(fā)達(dá)國家相比技術(shù)水平還有一定差距，讓我們一起努力，將我國由玻璃纖維復(fù)合材料大國建設(shè)成為玻璃纖維復(fù)合材料強(qiáng)國。ConclusionWiththerapiddevelopmentofnationaleconomy,chinaisbecomingthelargestmarketofglobalglassfiberindustrydemandandapplication.Asrelevantnationalindustryrevitalizationplanningandincreasinginvestmentininfrastructure,forglassfibercompositematerialindustry,constructionandtransportationindustryisthelargestconsumptionoftheglassfibercompositematerialsapplicationfield,atthesametime,newenergyandelectricpowerindustriessuchasdemandforglassfibercompositematerialswillalsocontinuetogrow.BasedonthedevelopmentofglassfibercompositesindustryinChina,inrecentyears,thedemandforglassfiberisexpectedtherewillbeadouble-digitgrowtheveryyear.Acountryofglassfibercompositematerialindustrydevelopmentandtechnologylevelcanbeonesideshowitsindustrialdevelopmenttechnologylevel.Ourcountryisthebiggestdevelopingcountryintheworldandthefastesteconomicdevelopmentcountries.Althoughthetotalamountofglassfibercompositematerialsintheworldprecedents,butpercapitaislow,comparedwithEuropeandtheUnitedStatesandotherdevelopedcountriesofcompositestechnology,wehaveacertaingapoflevel.Letusworktogethertobuiltourcountrybyglassfibercompositematerialpowersasglassfibercompositematerialpower.參考文獻(xiàn)周一兵.我國汽車工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及對高分子玻璃纖維復(fù)合材料的需求[C].中國玻璃纖維應(yīng)用市場高層論壇論文集,中國，2008,29-34.李白.玻璃纖維復(fù)合材料的市場機(jī)遇[J].汽車與配件,2011,49(12):45.ShenChihung,SpringerGS.Moistureabsorptionandabsorptionofcompositematerials[J].Comp.Marer,1976,10(1):2-20.HasegawaM,KobayashiT,pushpalalGKD.Anewly-classofhighstrengthwaterandheatresistantpolymer-cementcompositesolidifiedbyanessentiallyanhydrousphenolresinprecursor[J].Cem.concr.Res,1995,25(6):1191-1198.KobayashiT,PushpalalGKD,HasegawaM.Apolymer-cementcompositewithhigherflexuralstrengthandimprovedwaterandthermalresistances[C].Europ.Pat.Appl.:0590948Al,1994-6-4.劉國權(quán)，楊大鋒，翟金明，曾晶.高強(qiáng)玻璃纖維復(fù)合材料的性能及應(yīng)用[J].纖維復(fù)合材料,2002,21(2):21-23.洪旭輝，華幼卿.玻璃纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的介電特性[J].化工新型材料,2005(4):16-19.尹志娟，王麗雪，姜珊.玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的低溫性能研究[J]黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào),2010,24(1):50-52.曾光遠(yuǎn),姬濤,鄧文武.玻璃纖維復(fù)合材料應(yīng)用解決方案[J].化工新型材料，2005,33(10):92-93.肖艷.玻璃纖維復(fù)合材料的應(yīng)用模具制造[J].模具制造,2013(4):76-80.吳良義.航空航天先進(jìn)復(fù)合材料現(xiàn)狀[C].第十三次全國環(huán)氧樹脂應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集，中國，2009,117-133.鄒寧宇，李新寧.我國玻璃纖維復(fù)合材料新時(shí)期的特點(diǎn)與對策[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2005(3):21-24.孔令美,鄭威，高全喜,薛亞娟,王寶春,齊燕燕,王小兵.復(fù)合材料技術(shù)的軍民融合[C].國防科技工業(yè)軍民融合發(fā)展論壇論文集,中國，2013,1-5.馮健中，游長江，魯光，許晉國，吳駿堅(jiān).不飽和聚酯/玻璃纖維復(fù)合材料的研究[J].廣州化學(xué),2006,31(3):45-56.BERGJ,JONESFR.Theroleofsizingresinscouplingagentsandtheirblendsontheformationoftheinterphaseinglassfibercomposites[J].Composites,1998,A29A,1261-1269.T.Czigany,J.Mater.Highdensitypolyethylene/ultrahighmolecularweightpolyethyleneblend.II.Effectofhydroxyapatiteonprocessing,thermal,andmechanicalproperties[J].Sei.Forum,2005,59一66.T.Czigany,K.Poloskei,J.KargerKoesis.Analysisoflowtemperatureimpactfracturedataofthermoplasticpolymersmakinguseofaninversemethodology[J].JofMat.Sei.2005,40:56宮平，王慧軍，李華，金子明，鐘蔚華，曲志敏.玻璃纖維復(fù)合材料抗彈性能的研究[J].高科技纖維與應(yīng)用，2007,32(1):19-22.胡八一，劉倉理,胡海波，陳石勇，樓志華，劉宇.樹脂基玻璃纖維復(fù)合材料爆炸容器的研制[J].壓力容器,2005,22(6):10-13.CarbienerKE.Preliminary