美公司推玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯泡沫芯材

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摘要：聚氨酯樹(shù)脂除了用作結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體外，其硬質(zhì)泡沫體還在日益增多的用途，如在造船、建筑、風(fēng)能等中用作玻璃纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)芯材的基體。美國(guó)芯材專(zhuān)業(yè)廠商N(yùn)ida-Core公司現(xiàn)在就供應(yīng)兩種玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)閉孔     聚氨酯樹(shù)脂除了用作結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的基體外，其硬質(zhì)泡沫體還在日益增多的用途，如在造船、建筑、風(fēng)能等中用作玻璃纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)芯材的基體。美國(guó)芯材專(zhuān)業(yè)廠商N(yùn)ida-Core公司現(xiàn)在就供應(yīng)兩種玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)閉孔聚氨酯泡沫芯材產(chǎn)品，產(chǎn)品牌號(hào)分別為STO和SXO。

    這些產(chǎn)品的制造方法是利用其專(zhuān)利設(shè)備把玻璃纖維植入聚氨酯泡沫板中。玻璃纖維(一般為E玻璃纖維)無(wú)捻粗紗從紗筒退出后連續(xù)植入板中而不切短。在STO產(chǎn)品中，玻璃纖維沿板的長(zhǎng)度平行排列，從而提高縱向性能。在SXO產(chǎn)品中，玻璃纖維沿三個(gè)不同的軸向植入，在板中形成三維“金字塔”形或三角形。這就產(chǎn)生了準(zhǔn)各向同性效應(yīng)，使得縱向和橫向的材料和力學(xué)性能相對(duì)均等。

    STO和SXO芯材的目標(biāo)用途是真空輔助樹(shù)脂傳遞成型工藝。據(jù)介紹，能夠在成型過(guò)程中承受一個(gè)大氣壓壓力的最廉價(jià)泡沫材料就是硬質(zhì)聚氨酯泡沫。

    在制造夾芯復(fù)合材料時(shí)，STO和SXO芯材一般夾在玻璃布皮層之間，用不飽和聚酯或乙烯基酯樹(shù)脂灌注。樹(shù)脂流過(guò)芯材，進(jìn)入纖維植入點(diǎn)，沿纖維流動(dòng)，浸透纖維。

    相關(guān)人士說(shuō)，制造玻璃纖維增強(qiáng)硬質(zhì)聚氨酯芯材的理念出自在冷藏車(chē)中改進(jìn)夾芯板結(jié)構(gòu)的需要。在冷藏車(chē)中用作絕熱材料的低密度聚氨酯泡沫之剪切性能一般較差，需要植入加強(qiáng)件來(lái)加固與蒙皮的結(jié)合。這些加強(qiáng)件增加了材料和制造成本，并且形成了熱旁路。而玻璃纖維增強(qiáng)聚氨酯芯材簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，同時(shí)改善了絕熱性能。

    美國(guó)Kayco復(fù)合材料公司也制造玻璃纖維增強(qiáng)高密度聚氨酯板材，其商名為Kay-Cel。標(biāo)準(zhǔn)板材尺寸為1.2m×2.4m，根據(jù)要求還可提供更大尺寸。板的厚度為12.7mm～50.8mm。每塊板含有兩層玻璃纖維無(wú)捻粗紗布，用聚氨酯泡沫灌注。聚氨酯泡沫的最低密度為20磅/立方英尺，最高密度為30磅/立方英尺。

    Kay-Cel芯材主要用作船用夾芯復(fù)合材料的芯材，并且日益進(jìn)入風(fēng)能市場(chǎng)。據(jù)報(bào)它已用于50000多艘船艇，主要用于艉構(gòu)架等必須承受高荷載的部位，至今未有失效的報(bào)道。Kay-Cel芯材具有類(lèi)似木材的彎曲強(qiáng)度和壓縮強(qiáng)度，同時(shí)具備耐水和不腐朽的優(yōu)點(diǎn)。

    Kay-Cel芯材可用于樹(shù)脂傳遞成型或真空輔助樹(shù)脂傳遞成型。典型的夾芯結(jié)構(gòu)包含一層膠衣、一層用乙烯基酯或環(huán)氧樹(shù)脂灌注的玻璃纖維、一層Kay-Cel芯材和另一層樹(shù)脂灌注的玻璃纖維。普通情況下，樹(shù)脂不能灌注閉孔泡沫聚氨酯，但制造商常常在芯材上鉆孔，讓樹(shù)脂滲透，鎖固芯材兩側(cè)的皮層材料。

    聚氨酯泡沫比巴薩木更貴但比聚氯乙烯泡沫更便宜，歷史上多用來(lái)制造較昂貴的船只，但現(xiàn)在也出現(xiàn)了在大量生產(chǎn)的娛樂(lè)船只中使用聚氨酯芯材的趨勢(shì)。

    隨著風(fēng)輪葉片越做越大，工程人員正在尋找減輕葉片重量的方式，包括新型的混雜結(jié)構(gòu)。過(guò)去所用的混雜芯材只有巴薩木和聚氯乙烯，但現(xiàn)在使用了更多的材料，例如聚氨酯。使用聚氨酯芯材可制成更長(zhǎng)的風(fēng)輪葉片，并且保持期結(jié)構(gòu)完整性和強(qiáng)度。