第2期 耿运贵等:树脂基复合材料的应用与发展趋势 193 4电性能优良 树脂基复合材料具有良好的绝缘性能,它不受电磁波作用,不反射电波,通过设计可使其在很宽 的频段内都具有良好的透微波性能 1.5热性能良好 树脂基复合材料的导热系数为0.03~0.055,比普通材料小得多,在一定温度内,树脂基复合 材料具有较好的热稳定性. 2树脂基复合材料的主要应用 复合材料在国民经济发展中占有极其重要的地位,以至于人们把一个国家和地区的复合材料工业 水平看成衡量其科技与经济实力的标志之一6.以树脂基复合材料为代表的现代复合材料随着国民 经济的发展,已广泛应用于各个领域众所周知,树脂基复合材料首先应用于航空航天等国防工业领 域明,而后向民用发展最先进的技术首先应用在航空航天、国防领域,并推动整个行业的科技 进步.随着社会的进步,树脂基复合材料在人类物质生活中的需求量越来越大,并逐渐成为主要应用 领域,且研究投入越来越大.树脂基复合材料除在航空航天、国防科技领域应用外,民用领域的应用 也十分广泛 2.1能源工业 树脂基复合材料具有耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐油等优异的耐腐蚀性能,因此在煤矿生产及石 油的开采、运输、储备中得到非常广泛的应用.1994年国家实用新型专利阻燃、抗静电玻璃钢复合 材料罐道的开发与应用,为矿山井筒装备长效防腐开辟了一条新途径,解决了煤矿井筒装备长期 处于高湿、高风速和酸碱浸蚀等恶劣环境中的防腐蚀问题.多功能复合管道是我国20世纪9年代的 科研成果,其研制是根据煤矿生产、石油开采和运输的实际工况条件,将塑料、树脂基复合材料和金 属等复合而成一种压力[25MPa,公称直径5为25~600mm,最大长度为12m的新型高、中、低 压FRP塑料复合管道可,该复合管的开发应用为促进我国国民经济发展起到了重要作用.河南理工 大学近年来研制的高强双抗煤矿玻璃钢管道,重量轻、强度高、阻燃、抗静电,安装拆卸极为方便 由于管道内壁有丰富的树脂层,输送介质运行阻力小且不结垢,使用周期成本低.研制人员对玻璃钢 管道及其在煤矿井下铺设理论的硏究和设计,为在煤矿井下大规模使用树脂基复合材料管道提供了可 靠的理论基础1.高强双抗煤矿玻璃钢管道为国家重点推广计划,近年来在国内部分煤矿使用 产生了良好的社会效益和经济效益 玻璃钢锚杄是取代金属锚杆的新兴复合材料产品.该产品发挥了树脂基复合材料固有的理化特性 和力学性能,相对质量密度只有1.6~2.0,是同等钢锚杆的1/4,强度高并有一定的延伸量1.玻 璃钢锚杆在煤矿井下使用因不受紫外线照射,老化速度缓慢,保持支护效果好,较好地满足了煤矿生 产要求,大幅度提高了煤炭开采效率 我国的燃气输送管道尚处于从传统的钢管网向塑料管网发展的初始阶段,其潜在市场非常大,从 技术经济性能分析,树脂基复合材料管、罐十分适合于天然气、煤气的输送和储存,且有利于环保 其综合经济效益好,社会效益显著. 2.2建筑业 建筑工业在国民经济中占有很重要的地位,是国民经济的支柱产业之一.随着社会的进步,人们 在房屋质量、居住条件和娱乐设施等方面提出越来越高的要求.在建筑行业发展和使用树脂基复合材 料,对减轻建筑物自重、提高建筑物的使用功能、改革建筑设计、加速施工进度、降低造价以及提高 经济效益等都十分有利,是实现建筑现代化的必要条件.树脂基复合材料的可设计性和良好的力学性 能可用于建筑物的承载结构以及建筑物加固μ的.用作承载结构的复合材料建筑制品有柱、桁架、 梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等,用粘贴预应力GFRP板加固混凝土梁可提高极限荷载 54%;GFRP筋作为钢筋的新型代用材料,更具有耐久性,其粘结强度高于钢筋约77%-2 人造大理石、人造玛瑙等装饰材料用于建筑物装饰,性能和外观效果极好,它可以配制成各种鲜艳的1. 4 电性能优良 树脂基复合材料具有良好的绝缘性能, 它不受电磁波作用, 不反射电波, 通过设计可使其在很宽 的频段内都具有良好的透微波性能. 1. 5 热性能良好 树脂基复合材料的导热系数为 0. 03~ 0. 05 [ 5] , 比普通材料小得多, 在一定温度内, 树脂基复合 材料具有较好的热稳定性. 2 树脂基复合材料的主要应用 复合材料在国民经济发展中占有极其重要的地位, 以至于人们把一个国家和地区的复合材料工业 水平看成衡量其科技与经济实力的标志之一 [ 6] . 以树脂基复合材料为代表的现代复合材料随着国民 经济的发展, 已广泛应用于各个领域. 众所周知, 树脂基复合材料首先应用于航空航天等国防工业领 域[7- 9] , 而后向民用发展. 最先进的技术首先应用在航空航天、国防领域, 并推动整个行业的科技 进步. 随着社会的进步, 树脂基复合材料在人类物质生活中的需求量越来越大, 并逐渐成为主要应用 领域, 且研究投入越来越大. 树脂基复合材料除在航空航天、国防科技领域应用外, 民用领域的应用 也十分广泛. 2. 1 能源工业 树脂基复合材料具有耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐油等优异的耐腐蚀性能, 因此在煤矿生产及石 油的开采、运输、储备中得到非常广泛的应用. 1994 年国家实用新型专利阻燃、抗静电玻璃钢复合 材料罐道的开发与应用, 为矿山井筒装备长效防腐开辟了一条新途径[ 10] , 解决了煤矿井筒装备长期 处于高湿、高风速和酸碱浸蚀等恶劣环境中的防腐蚀问题. 多功能复合管道是我国 20 世纪 90 年代的 科研成果, 其研制是根据煤矿生产、石油开采和运输的实际工况条件, 将塑料、树脂基复合材料和金 属等复合而成一种压力[ 25 MPa, 公称直径 5 为 25~ 600 mm, 最大长度为 12 m 的新型高、中、低 压 FRP/ 塑料复合管道[ 6] , 该复合管的开发应用为促进我国国民经济发展起到了重要作用. 河南理工 大学近年来研制的高强双抗煤矿玻璃钢管道, 重量轻、强度高、阻燃、抗静电, 安装拆卸极为方便. 由于管道内壁有丰富的树脂层, 输送介质运行阻力小且不结垢, 使用周期成本低. 研制人员对玻璃钢 管道及其在煤矿井下铺设理论的研究和设计, 为在煤矿井下大规模使用树脂基复合材料管道提供了可 靠的理论基础[ 11- 12] . 高强双抗煤矿玻璃钢管道为国家重点推广计划, 近年来在国内部分煤矿使用, 产生了良好的社会效益和经济效益. 玻璃钢锚杆是取代金属锚杆的新兴复合材料产品. 该产品发挥了树脂基复合材料固有的理化特性 和力学性能, 相对质量密度只有 1. 6~ 2. 0 , 是同等钢锚杆的 1/ 4, 强度高并有一定的延伸量[ 13] . 玻 璃钢锚杆在煤矿井下使用因不受紫外线照射, 老化速度缓慢, 保持支护效果好, 较好地满足了煤矿生 产要求, 大幅度提高了煤炭开采效率. 我国的燃气输送管道尚处于从传统的钢管网向塑料管网发展的初始阶段, 其潜在市场非常大, 从 技术经济性能分析, 树脂基复合材料管、罐十分适合于天然气、煤气的输送和储存, 且有利于环保, 其综合经济效益好, 社会效益显著. 2. 2 建筑业 建筑工业在国民经济中占有很重要的地位, 是国民经济的支柱产业之一. 随着社会的进步, 人们 在房屋质量、居住条件和娱乐设施等方面提出越来越高的要求. 在建筑行业发展和使用树脂基复合材 料, 对减轻建筑物自重、提高建筑物的使用功能、改革建筑设计、加速施工进度、降低造价以及提高 经济效益等都十分有利, 是实现建筑现代化的必要条件. 树脂基复合材料的可设计性和良好的力学性 能可用于建筑物的承载结构以及建筑物加固[ 14- 16] . 用作承载结构的复合材料建筑制品有柱、桁架、 梁、基础、承重折板、屋面板、楼板等, 用粘贴预应力 GFRP 板加固混凝土梁可提高极限荷载 54% [ 17- 18] ; GFRP 筋作为钢筋的新型代用材料, 更具有耐久性, 其粘结强度高于钢筋约 77% [ 19- 21] ; 人造大理石、人造玛瑙等装饰材料用于建筑物装饰, 性能和外观效果极好, 它可以配制成各种鲜艳的 第 2 期 耿运贵等: 树脂基复合材料的应用与发展趋势 193