復合材料在國外的發展狀況
復合材料根據基體種類可分為樹脂基復合材料、金屬基復合材料、陶瓷基復合材料、水泥基復合材料等。
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樹脂基復合材料是先開發和產業化推廣的,因此應用面廣、產業化程度高。根據基體的受熱行為可分為熱塑性復合材料和熱固性復合材料。
1.熱固性樹脂基復合材料
熱固性樹脂基復合材料是指以熱固性樹脂如不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等為基體,以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等為增強材料制成的復合材料。
樹脂基復合材料自1932年在美國誕生之后,至今已有近70年的發展歷史。1940~1945年期間美國次用玻璃纖維增強聚酯樹脂、以手糊工藝制造軍用雷達罩和飛機油箱,為樹脂基復合材料在軍事工業中的應用開辟了途。1944年美國空軍次用樹脂基復合材料夾層結構制造飛機機身、機翼;1946年纖維纏繞成型在美國獲得;1950年真空袋和壓力袋成型工藝研究成功并試制成功直升飛機的螺旋槳;1949年玻璃纖維預混料研制成功,利用傳統的對模法壓制出表面光潔的樹脂基復合材料零件;20世紀60年代美國用纖維纏繞工藝研制成功“北極星A”導彈發動機殼體。為了提高手糊成型工藝的生產率,在此期間噴射成型工藝得到了發展和應用,使生產效率提高了2-4倍。1961年德國研制成功片狀模塑料(SMC),使模壓成型工藝達到新水平(中壓、中溫、大臺面制品);1963年樹脂基復合材料板材開始工業化生產,美、法、日等國先后建起了高產量、大寬幅連續生產線,并研制成功透明復合材料及其夾層結構板材;1965年美國和日本用SMC壓制汽車部件、浴盆、船上構件等;拉擠成型工藝始于20世紀50年代,60年代中期實現了連續化生產,除棒材外還生產細管、方形、工字形、槽形等型材,到了70年代,拉擠技術有了重大突破,目前美國生產拉擠成型機組先進,其制品斷面達76×20cm2,并設計有環向纏繞機構;進入70年代,樹脂反應注射成型(RRIM)研究成功,改善了手糊工藝,使產品兩面光潔,已用于生產衛生潔具、汽車零件等。70年代初熱塑性復合材料得到發展,其生產工藝主要是注射成型和擠出成型,只用于生產短纖維增強塑料。1972年美國PPG公司研制成功玻璃纖維氈增強熱塑性片狀模塑料(GMT),1975年投入生產,其大特點是成型周期短,廢料可回收利用。80年代法國研究成功濕法生產熱塑性片狀模塑料(GMT)并成功地用于汽車制造工業。離心澆鑄成型工藝于20世紀60年代始于瑞士,80年代得到發展,英國用此法生產10m。長復合材料電線桿,而用離心法生產大口徑壓力管道用于城市給水工程,技術經濟效果十分顯著。到目前為止,樹脂基復合材料的生產工藝已有近20種之多,而且新的生產工藝還在不斷的出現。
關于樹脂基復合材料的開發應用,各國的發展途徑有所不同。美國先在軍工方面應用,二次大戰后逐漸轉為民用為主。西歐各國則直接從發展民用開始(如波形板、防腐材料、衛生潔具等)兼顧軍工。就全而言,目前已形成了從原材料、成型工藝、機械設備、產品種類及性能檢驗等較完整的工業體系,與其它工業相比,發展速度很快。
當今復合材料的樹脂基體仍以熱固性樹脂為主。根據2000年的統計,全樹脂基復合材料制品種類超過40000種,總產量達600萬噸,其中高性能樹脂基復合材料產量超過300萬噸,高性能熱塑性復合材料產量為120多萬噸。










































