6　夾芯材料

　　不飽和聚酯復合材料常制成夾芯板材或制品，這種夾芯制品質輕并具有良好的硬度及熱絕緣性。
　　所用夾芯材料有輕質木材、泡沫塑料、紙蜂窩、玻璃布蜂窩、金屬蜂窩等。

　　6.1　輕質木材

　　天然的輕質本材相對密度為0.09～0.25，用之作芯材做成復合板材具有良好的硬挺度和質量比。在英國已被勞埃德船級協會批準用于海洋環境及船舶制造中。

　　6.2　泡沫塑料

　　以泡沫塑料做夾芯在聚酯復合板材中使用更為普遍。生產方法可用手糊及噴射成型工藝制造，使層合材料硬挺度大為增強，根據使用要求，可以制成各種透光、耐化學、耐老化、隔熱、隔音以及透微波等夾芯復合制品。
　　泡沫塑料夾層的芯材主要有3種，屬于熱固性樹脂的有剛性聚氨酯泡沫塑料和酚醛泡沫塑料；屬于熱塑性樹脂的有聚氯乙烯泡沫塑料。這種剛性泡沫塑料是氣體分散于塑料固體之中的兩相系統。塑料固體只占總體積的少部分，但承擔著主要的物化性能。其制造方法都是將一種發泡劑加入樹脂配方中，使樹脂膨脹許多倍，體中形成許多小空腔，使體積質量(即密度)大大下降。泡沫塑料中小空腔互不相通，氣相處在不連續小氣泡中時，屬密閉型；如氣泡互相貫通，氣體可以由泡沫塑料中通過時，即屬通氣型。大多數剛性塑料泡沫是以上兩種類型的混合體，一部分密閉，一部分通氣。氣體在塑料中形成何種類型與氣泡的大小，取決于塑料膨脹中的內應力，主要有：
　?、贇怏w膨脹，使小空腔增大，形成對泡沫材料流動的壓力；
　?、谒芰系酿椥宰柚蛊淞鲃拥姆醋饔昧Γ?BR>　?、蹥馀莸谋砻鎻埩κ顾芰涎匦】涨槐诹鲃拥礁骺涨坏慕徊纥c。
　　通過以上各種力的相互作用，形成密度很低的泡沫塑料，其中空氣占有體積的很大比例，而塑料固體則提供了全部質量。
　　(1)聚氨酯泡沫塑料    硬質聚氨酯泡沫塑料是一種由多元醇、聚異氰酸酯、發泡劑、引發劑和表面活性劑等制成的泡沫塑料，可產生均勻可控制的氣泡。氣泡中的混合氣體熱導率低，故泡沫塑料的熱導率低[一般為0.02W／(m²?℃)]，耐熱性好(可用于120℃)，可現場發泡，制成密閉型或通氣型泡沫塑料。其缺點是比其他泡沫塑料易燃。典型的兩種聚氯酯泡沫塑料的力學性能見表11-26。

　　硬質聚氨酯泡沫塑料在靜負荷下的蠕變可采用經驗式計算：

　　式中T――時間；
　　x――施加應力與泡沫塑料彈性模量之比；
　　A，B――由不同溫度決定的常數。
　　(2)膨脹聚氯乙烯泡沫塑料   聚氯乙烯泡沫塑料是由聚氯乙烯或其共聚物，用機械起泡或化學起泡工藝制成。其水蒸氣透過率低、吸水性低、剛度大，使復合夾層結構的剛度上升。聚氯乙烯泡沫塑料在火焰中雖不易燃燒，但會倒塌。其拉伸強度、壓縮強度與剪切強度高，在沖擊與振動下不碎，耐化學品，抗細菌及白蟻蛀蝕，隔熱性好，故常用作聚酯玻璃鋼夾層結構，制造船艇等制品。其缺點是價格較其他泡沫塑料貴。幾種定型的聚氯乙烯泡沫塑料的力學性能見表11-27。

　　(3)酚醛泡沫塑料  酚醛泡沫塑料具有良好的耐化學性與耐熱性，水蒸氣透過率及吸水率低。密度30～150kg／m³,高密度可達500kg／m³?？芍瞥勺枞技暗桶l煙產品。光學煙濃度(見第19章)低于5％(一般聚氫酯泡沫塑料為50％～90％)。產生的煙霧中只含CO₂、CO和H₂O，沒有充滿炭、煙的中間揮發物。溫度上升，泡沫塑料逐漸氧化成炭化結構，無中間軟化或滴落現象。燃燒殘物變成硬質的泡沫焦炭，保護了下層泡沫塑料并阻止燃燒的進行。
　　酚醛泡沫塑料具有良好的化學惰性，只受濃酸與堿的侵蝕，可以耐黏合劑與油漆中溶劑的侵蝕，故可用于耐腐蝕方面。制品可制成2m×1m×0.5m的長方塊或1m×lm×0.5m的方塊。

　　6.3　蜂窩結構

　　紙、玻璃布以及鋁箔等可制成規則的六角形蜂窩結構材料，見圖11-17。兩層表面板用浸漬過樹脂的玻璃網布與蜂窩結構材料粘結，經固化即得產品蜂窩夾芯板。這種夾芯材料有以下幾個獨特優點。

　?、倬哂袠O高的強度／質量比。質量輕而強度高，優于其他各種板材。
　?、趲缀醺鞣N常用結構材料都可用來制取蜂窩夾芯板。
　?、壑破烦叽缇_度高，其尺寸、厚度、質量體積等指標可以控制。
　?、艽蠖鄶捣涓C結構可以機械化生產，效率高。
　?、菘蛇M一步加工成不同構型的制品，應用廣泛。
　　蜂窩夾芯結構材料可用于軍用與民用多方面。例如在飛機結構中，采用玻璃鋼蜂窩結構制取機翼、副翼、配平補翼、旋轉葉片，尾緣、機門、地板、艙壁，桌面、雷達天線罩、燃料室支撐、提升器、方向舵、炸彈艙門等，主要利用了蜂窩結構的高比強度、高比剛度、抗聲破壞、抗沖擊、表面光滑、尺寸精確、電絕緣、不燃以及在戰斗中中彈后無炸裂等優點，而且制造成本低。在民用方面可用于特種房屋結構，如計算機房以及做地板、間壁、家具等。