常用的纤维增强材料

发布网友 发布时间：2022-04-20 00:23

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热心网友 时间：2023-07-12 13:43

纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer /Plastics，简称FRP），由纤维材料与基体材料经过缠绕，模压或拉挤等成型工艺而形成的复合材料。常用的增强纤维材料有碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维，基体材料有环氧树脂、乙烯基酯树脂、不饱和聚酯树脂等。由微观到宏观，首先由极细的纤维丝按一定方向排列或编织为板、布等形式，再与基体材料胶结后形成纤维增强复合材料制品。
纤维增强复合材料具有一系列的优良性能。如FRP本身重量轻，密度约为14-21kN/m³，为钢的1/6~1/4，比铝还轻，而FRP的强度/重量比通常可达钢材的4倍以上，可应用于大跨结构中时，极大减轻结构自重，也同时能够符合航空、航天结构设计对材料的重要要求。而且FRP材料的力学性能可以设计，即可以通过选择合适的原材料和合理的铺层形式，使复合材料构件或复合材料结构满足使用要求。FRP的生产制作工艺包括拉挤、缠绕、手糊、喷射成型等多种方式，不仅可规模化生产形状规则的FRP制品，更可制作出几乎任意形状的板材用于构筑非线性工艺造型。另外，在纤维增强复合材料的基体中有成千上万根独立的纤维。当用这种材料制成的构件超载，并有少量纤维断裂时，载荷会迅速重新分配并传递到未破坏的纤维上，因此整个构件不至于在短时间内丧失承载能力。
纤维增强复合材料自从20世纪40年代问世以来，最先被应用于航空航天、国防军工等领域。比如波音787和空客350等客机制造材料中，纤维增强复合材料的使用比例均超过50%（重量比），高于钢、铝、钛等金属及其合金。随着科技的进步和发展，材料制备成本也逐渐降低，纤维增强复合材料也逐渐开始走入人们的日常生活，常用的有玻璃纤维增强复合材料GFRP(俗称玻璃钢)、碳纤维增强复合材料CFRP。GFRP多用于景观雕塑、座椅、垃圾桶、储料罐等，CFRP可用于游艇、汽车、自行车、体育休闲器具等。
在建筑领域，纤维增强复合材料始于上个世纪60年代便开始应用，到90年代，随着纤维复合材料加固钢筋混凝土结构技术的兴起，工程界才逐渐认可对这种新型材料。过去，建筑师一直使用木材、石头、钢铁、混凝土等传统的建筑材料，现代社会对建筑的功能性和审美性更为关注，薄壳结构、悬挑结构、悬索结构、网架结构等新型结构对建筑材料提出了更高的要求。如上海迪士尼乐园明日世界占地面积超过2300平方米，广泛的内部和外部建筑结构和座椅都是用几百种不同形状和尺寸的阻燃胶衣饰面FRP部件组成的，而且所有所需的FRP部件都是手糊成形的。为了确保用于迪斯尼乐园的所有FRP满足国家对完全组装复合材料部件的B1防火性等级要求，材料制造公司最终利用高性能聚氨酯丙烯酸酯，以三水合铝(ATH)作为辅助树脂，根据需要加入了450g/㎡的玻璃纤维短切原丝毡和450g/㎡的无捻粗纱布作为增强材料。

热心网友 时间：2023-07-12 13:44

一、玻璃纤维

玻纤增强是目前应用最为广泛的材料增强手段。玻璃纤维按化学组成可分为无碱铝硼硅酸盐(简称无碱纤维)和有碱无硼硅酸盐(简称中碱纤维)。玻璃纤维作为增强材料，有如下的一些优点：质硬而不透水，不会腐烂和发霉，耐热、耐化学腐蚀，有很高的拉伸强度和理想的弹性以及优良的电性能。玻璃纤维可用于增强PP、PET、PA、PC等热塑性塑料，也广泛应用于热固性塑料。

玻纤增强塑料具有比强度高、耐腐蚀、隔热、介电、容易成型等优点。玻纤增强热固性塑料的拉伸强度可达100MPA，与一般钢材相近，面相对密度仅为钢材的1/4。玻璃纤维增强PP聚丙烯已广泛应用于汽车零部件，家电行业、飞机制造业等。玻璃纤维与基体聚丙烯的界面结合情况对复合材料的力学性能影响很大，一般应用偶联剂处理或用接枝聚丙烯增容。

聚赛龙玻纤增强材料：玻纤增强PC系列

特点：低浮纤、耐化学性好、喷油良率高、良好的刚韧性平衡等

应用：手机中框、打印机、照相机、学习机等

典型牌号：P1110、P1120

二、碳纤维

碳纤维是由聚丙烯腈纤维、黏胶或沥青原丝经炭化而制成的。由于原料不同和制造方法不同，碳纤维的强度和模量也不相同。碳纤维的相对密度为1.3—1.8，而玻璃纤维的相对密度则为2.5左右;采用碳纤维增强的复合材料，其拉伸强度、弯曲强度和模量明显高于采用玻璃纤维增强的复合材料。

碳纤维的热膨胀系数低，碳纤维复合材料的收缩率为玻璃纤维增强材料的1/2，为未增强树脂的1/5。碳纤维增强的复合材料是一种质轻、高强的新型复合材料，不仅在航空、航天工业中有广泛用途，而且已在体育、生活用品中获得了应用。碳纤维还具有耐高温、导电等特性，可进行静电喷涂和制备抗静电零件。

碳纤维可用于PC、PC/ABS、PA、PP、PE等热塑性塑料，以及环氧树脂等热固性塑料。

碳纤维由于价格偏高，目前主要用于汽车、飞机及军工领域。随着碳纤维制造工艺的改进和价格的降低，碳纤维复合材料将在所有工业部门得到应用，其中包括机器制造业、家用电器、包装容器和设备、日常用品等。

聚赛龙碳纤增强材料：碳纤维改性类产品

特点：高流动性、表面电阻率10⁴~1012Ω.cm

应用：OA类产品、工业耐磨制品、电子电器、手机、笔记本外壳等

典型牌号：PA6 2133、PA6 2513、PA62922、PC/ABS 2123、PC/ABS2513

三、

热心网友 时间：2023-07-12 13:44

纤维增强材料首先要说明一个概念，就是“复合材料”。广义上，复合材料是指由两种或两种以上不同性质或不同组织的组分（单元）构成的材料。从工程概念上讲，复合材料是指以人工方式将两种或多种性质不同，但由可性能互补的材料复合起来做成的新材料。复合材料的组分分成基体和增强体两个部分。通常将其中连续分布的组分称为基体，如聚合物（树脂）基体、金属基体、陶瓷基体；将纤维、颗粒、晶须等分散在基体中的物质称为增强体。

21世纪，先进复合材料(ACM)的开发与应用将进入飞速发展的时期，因此复合材料用增强体的开发十分重要。凡是在聚合物基复合材料中起到提高强度、改善性能作用的组分均可以称为增强材料。以环氧树脂为基体的复合材料用新型纤维状增强材料的品种有：玻璃纤维、碳纤维、超高相对分子质量聚乙烯纤维、聚芳酰胺(芳纶)纤维、PBO纤维、硼纤维等。