從2007JEC展看復合材料新應用
一年一度歐洲大也是大的JEC復合材料展覽會，4月在法國巴黎落下帷幕。這個備受關注的展會，實際上是復合材料工業發展的縮影，通過展會可了解到復合材料工業的新動向。今年展會的面積達4萬平方米，比去年擴大了25%，展示了65種具有創新意義的新產品、新技術，3天內觀眾達2.5萬人次。展會同時舉辦了23場各類研討會。大會的宗旨是“協同努力共創復合材料的未來”。
筆者觀察到2007年JEC的主要亮點是：
?突出創新的概念；
?突出高新技術的應用，如高性能碳纖維、高性能玻璃纖維、新工藝及新設備在各個領域的應用；
?突出環境保護的理念，強調減少能耗的技術及原材料，強調減輕裝備重量的技術及原材料，強調降低污染、降低噪音的技術及原材料。
航空應用技術方面
美國HEXCEL公司開發了新型飛機發動機用隔音罩。當前在處理飛機發動機噪音技術方面，均需要在減噪部件的重量及其減噪效果方面反復權衡，然而飛機上不允許增加任何多余的重量。此部件可在沒有增加結構件重量情況下，在很寬的聲頻范圍內大幅度提高減噪性能。這種隔音罩是將一個具有可滲透性的復合材料罩嵌裝在蜂窩芯體中，從而構成一個聲學隔障，通過黏合劑將復合材料罩與蜂窩芯體相互粘結。隔音罩本身的減噪性能及其安裝的部位，決定了其終減噪的效果。此隔音罩的材料是柔性的，從而使其聲學隔障比傳統的剛性嵌入式聲學隔障大得多。這項技術可提供給用戶進行推廣，用戶可根據對減噪水平的具體實際要求及減噪的帶寬來設計其結構。此項技術也有可能應用在飛機發動機進氣管上。
加拿大MARQUEZ公司開發了飛機用復合材料空氣進氣管。這種用連續玻纖及熱塑性樹脂制備的復合材料管，質輕，100%阻燃。先用熱成型方法制備聚醚亞胺-玻纖片材，再成型制備成管材，材料為柔性，可成型至所需形狀而不產生裂紋。該產品于2006年用于波音飛機及投彈手飛機。
美國STARFIRESYSTEM公司開發了碳化硅陶瓷剎車用回轉轉子，采用新型陶瓷基復合材料轉子替代原有剎車器的金屬轉子，改善其摩擦性能，減輕其重量，大大改善了加速及剎車性能，降低了燃油消耗，不受環境溫度及濕度的影響，減少剎車系統的重量，提高了耐久性。
展會上還展出了EADS公司開發的A400M軍用運輸機復合材料出貨艙門，它安裝在機艙身的加壓部位，可承受極高的物理載荷，尺寸為6.5米×4米，是上應用在飛機上的大的復合材料部件。真空輔助加壓成型，采用大量預成型件，噴注、固化一次完成，共3000個結點，不需昂貴的蒸壓斧，在工業控溫爐內進行固化，縮短了生產周期。
醫學應用方面
瑞士ICOTECH公司開發了復合材料“頸椎板”，作為植入體替代原用的金屬材料植入體。因為金屬植入體會發生疲勞破壞，且對核磁共振檢測的成像存在干擾。復合材料頸板是用連續碳纖維-PEEK（聚醚醚酮）制備的，有極佳的生物相容性及優異的抗疲勞性，射線具有穿透性，在醫學應用方面，特別是測試成像方面頗具價值。
巴西PAPQ公司的聚酰胺基生物聚合物，采用植物油（如蓖麻油）為原料制備的這種聚合物，用于骨科，即骨的再植再造應用，它具有極佳的生物相容性，并能產生促進新骨生成的兩種機制，該材料比現在應用的任何其他材料的價格都低廉，并可減少術后并發癥。
英國TAT公司開發了碳纖維三輪輪椅，配置碳纖維椅座，三軸設計使之非常穩定，可在凹凸不平的地面上順利行駛。座椅設計堅實，舒適。模壓成型，可在8秒內拆卸輪子，造型優美，無需傳統輪椅所用的金屬管框架。
汽車工業應用方面
德國ITV公司開發的環型纏繞技術，用于壓力容器制造。該項技術用于制備軸對稱的復合材料部件，環形纏繞頭上配置有標準的虹吸式樹脂注入單元，濕發纏繞，在整體纏繞路徑及全過程中幾乎無樹脂滴漏，樹脂消耗量減少，纏繞機成為清潔工作站，杜絕了有害垃圾的產生。該項新技術將用于批量生產纖維增強高壓容器，如用于未來汽車上的氫氣貯罐。
意大利ATR公司制備的汽車發動機罩，為中空的整體部件，通體無一結點，造型美觀，具有很高的機械性能，并可承受較高的工作溫度。蒸壓釜成型技術，并結合預浸料及手糊工藝。采用兩種不同的環氧基樹脂基體，可滿足對部件的性能需求，如剛性、耐熱性及外形等，采用新型夾層結構技術提高生產效率，可工業化生產，制造成本低。
一家意大利公司展出了旅宿賽車用拖車的結構件及內部部件，采用全新的概念來制備，即同時將兩個半模翻鑄后再組裝并鎖緊，得到的結構件尺寸為：長14米，高4米，寬3米。采用環氧乙烯基樹脂，ISO-NPG膠衣及多軸玻纖。PVC芯材夾層材料用于墻面及地面。采用樹脂滲注技術將玻纖浸漬。該項工藝適合制備非傳統形狀的旅宿賽車用拖車，特別是在賽季，用于拖運賽車及摩托車。
澳大利亞ICEPALET公司展出的復合材料運貨車裝貨底盤，引起觀眾的目光，他們采用模壓工藝一次成型。該底盤比木材底盤重量輕70%，耐磨性優良，使用壽命至少5年。高抗沖擊強度，高裝載能力，底盤上無釘子及尖角，故操作安全。且耐候性好，耐紫外線照射，于2006年投產。
當然，展會上有不少全復合材料的豪華轎車，令觀眾贊嘆不已。
能源及工業建筑方面
歐文斯康寧公司的新型高性能玻纖增強織物（WindStrandTM），為制備優質、超長風機葉片，提供了可能。此種為新一代更輕質、更強力的風機葉片，如為4.5兆瓦風能機組的長度為56.5米葉片，以及為5兆瓦風能機組的長度為61.5米的葉片，可提高12%的風能產出，主要歸功于該葉片在不增加重量的條件下，增加了長度以及風機優異的設計。葉片具有更高的機械強度及抗疲勞強度，造價具有競爭性，每千瓦的造價降低了3%～6%，并且造價比采用碳纖維制造的葉片低20%.
瑞士Scobalit公司展出了多功能屋頂結構系統，他們采用聚氨酯泡沫夾層結構、織物增強復合材料技術制備出大型復雜形狀的屋頂結構，是集建筑學、結構學及力學為一體的產物。玻纖-聚氨酯泡沫夾層有優異的物理機械性能及優異的隔熱性、氣密性及吸音性。采用該項技術制備復雜形狀部件而無需模具，只需簡單地切割泡沫即可。安裝成本低廉，估計市場消費價格為1250歐元/平方米，可進行工業化生產，便于運輸，市場潛力巨大。
捷克KP公司采用快速纏繞技術（2.5米/秒）制備液化石油氣貯罐，材料具優異耐壓性能、防火性能及耐腐蝕性能，有總體安全防爆保證。制品呈半透明狀，便于肉眼檢測，在市場上替代鋼瓶極具潛力，已在2006年投入市場。
工藝技術方面
瑞士EMS-GRILTECH公司展示了用于穩定碳纖維織物的可溶性結合紗，即采用含苯氧基樹脂基制備的連續紗，將這種紗作為一種熱結合劑，在成分上它與環氧樹脂相容性好。用這種紗將碳纖維束或織物加以固定，成型后在樹脂固化過程中溶于樹脂之中，從而不會產生任何分層現象，采用該項技術制備高性能復合材料部件，同時也利于生產過程的自動化。
德國FIBROLINE公司開發了一種干法注入工藝來制備纖維復合材料。該項技術采用交變電場，將粉末狀物料均勻地注入到任何多孔性基體內，對大件及小件制品均適用，確保精確的混合及均勻的注入，可同時注入粉末狀阻燃劑。工藝為環境友好型，無需添加溶劑或水，降低能源消耗。
有趣的是，E-comp公司向復合材料界同仁提供一種在線軟件工具，利用該軟件，可快速計算出復合材料/模具/選材/工藝/造價之間的關系，是設計者及工程師相互交流的有力工具，主要用于提高中小型企業的競爭力，此項發明可免費下載。
造船工業方面
法國DJP公司展出了用于大型船舶發動機的復合材料水壓控制裝置，它由一個閥體及一個可分成兩部分的導管所組成。該裝置的重量僅為傳統的鋼或鑄鐵的1/7～1/8，且具有更高的機械性能及抗震性能。采用一次成型工藝，無需再次組裝或粘結，使用壽命長，耐腐蝕，成本低廉。
加拿大EPDM公司推出了復合材料人力潛水艇，即復合材料殼體的人力潛水艇。采用玻纖/乙烯基樹脂夾層結構，手糊工藝制備。整體結構為輕型，并具有更高的機械強度。這種產品比標準的金屬產品具有更佳的上浮力。
運動及娛樂應用方面
法國SALOMON公司展出的100%碳纖維自行車輪，可在工業化生產條件下批量生產，生產周期短，交貨迅速（15天，而通常需4～6個月），一次性成型，生產成本低。
法國NANOLODGE公司展出了碳滑雪杖，即采用碳納米管增強環氧樹脂制備的滑雪杖，重量輕、柔性好、抗沖擊強度高，可進行批量生產，滿足市場需求。
英國ROCAT公司開發了手劃雙體船復合材料外殼，即在閉模中成型整體的雙體船復合材料外殼，在模型內鋪放多層玻纖織物，通過管狀膨脹袋在模腔內膨脹使之成型，再滲入樹脂獲得層狀結構件。因整體成型殼結構無需組裝或粘結，該項技術可減輕船體重量，改進其安全性。批已生產出3條雙體劃艇。
地面交通方面
APATECH公司開發了鐵路軌道排水用復合材料排水溝。此項發明用于排除鐵路及高速公路上的雨水及洪水，用玻纖-聚酯采用手糊工藝及模壓技術制備復合材料排水溝，其重量僅為傳統的增強混凝土排水溝重量的1/12～1/15.安裝時無需重型機械，費用降低30%，使用壽命50年～70年，混凝土為20年。
法國SE公司推出的粉末狀物料產品貯罐，貯罐直徑3.5米，長12米，容積65立方米，空罐重量1200千克。采用高強碳纖維/玻纖織物增強乙烯基樹脂，纏繞工藝。該貯罐符合歐洲運輸法規，替代金屬貯罐，比相同容積的金屬鋁貯罐重量減輕20%～30%，有效荷載增加，降低運輸成本?？垢g性優良，抗真空性能提高10倍以上，在采用氣動卸載時此優點非常突出。
值得指出的是，派出了包括巨石集團、泰山玻纖、重慶國際三大玻纖巨頭為的、有41家展商的、龐大的隊，參加了此次展會，表明復合材料企業對國際重大商事的參與能力，及競爭能力已大大提高。 作者：顧培芷
