第8 韩利雄等:高强度高模量玻璃纤维特性与应用 疲劳性更好,以避免在强风时叶片折断或弯曲变形和塔身相 下水泥结构中钢材的理想替代品。 碰。现在研究表明:通用的E玻纤只能用于生产长度在45米39环境保护领域 以内的叶片,若需要较经济的生产更长的叶片,就需要使用高 由于耐高温、耐腐蚀,高强度高模量玻璃纤维可直接用于 强度高模量玻纤。目前高强度高模量玻纤在大功率风力发电工业窑炉废气的脱硫、消烟、除尘,以及废水处理过程中的耐 领域中应用越来越广泛[4。 腐蚀设备、装置和构筑物。例如炭黑、水泥、冶金和热力工业 34交通运输业 以及焚烧烟气等领域的除尘净化用滤袋,燃煤烟气脱硫装置 由于全球的能源紧张以及人们对节能环保理念的追求 和配套管道,含硫含氟烟气处理后尾气输送风机,一些污水处 车辆轻量化已成为汽车、轨道交通等行业研究的热点。人们 理装置和相应的走廊和操作平台等7 要求新一代车辆强度更高更安全,质量更轻更节能,成本更 高强度高模量玻璃纤维还可作为催化剂载体材料,负载 更便宜,高强度高模量玻璃纤维制成的复合材料无疑便成为WO3等催化剂,用于汽车尾气、工业废气等气体中除去氮氧 首选 化物 例如阿尔斯通报告其AGV列车使用高性能玻纤复合材310其它用途 料后减少燃料用量15%,减轻重量70t。玻璃纤维复合材料可 由于采油机抽油杆的工作条件十分恶劣,普通钢质抽油 应用于客车内部部件,包括顶棚、地板、侧壁、隔离板、防火 杆已成为油井抽油系统中的薄弱环节,玻璃钢抽油杆因其质 板、门、窗框、过道连接框、楼梯、行李架/柜、卫生间、厨房、驾量轻、弹性好和抗腐蚀性能优异,可达到节能降耗、减少设备 驶室、座椅等1 投资、降低作业成本和增加产能的目的 利用高强度高模量玻纤的耐高温性能,还可用作汽车发 传统换向器加强环多为金属环,不仅强度低(只有 动机外壳、消音器催化反应器的密封垫等;与橡胶材料复合400MPa),也不绝缘,采用高强玻纤生产的加强环不仅具有良 制作同步带这种同步带用在汽车发动机内比金属链更耐高好的绝缘性能,强度也可以达到800-1200MPa,是钢环的2- 温、耐腐蚀习。 3倍,能确保转子轴在高速运转下产生强大的离心力,对漆包 35体育休闲行业 线起到固定作用习 高强度高模量玻纤作为纤维增强材料可用来制作滑雪板 由于优异的力学性能,高强度高模量玻璃纤维还可用于 和冲浪板、游艇、帆船等陆上及水上项目用品:也可以用来制大型电机汽轮发电机的绝缘绕组材料,超导磁体中线圈材 作山地自行车、钓竿、曲棍球棍、棒球和垒球棒、网/羽球拍 料、光纤加强材料等许多领域 赛/皮划艇、高尔夫球杆、撑杆、滑雪板等等1 36压力容器 参考文献 高强度高模量玻纤可以直接用于缠绕各种高压气瓶(医1 I David Gecko,高建枢译高强玻璃纤维仍在不断开发J玻璃纤 疗、煤矿、消防、体育用),可以质量更轻、更耐高温、耐冲击。 维,2009,6:4548 目前世界各国都十分重视压缩天然气(CNG)作为汽车新 2]刘新年,张红林,贺祯等.玻璃纤维新的应用领域及发展[陕 能源的研究、开发和应用,发展CNG汽车也是我国的一项绿 西科技大学学报,2009.10.27(5):169172 3」凌根华李雯.浅谈高强玻璃纤维的发展和应用[J玻璃纤维, 色环保工程。CNG气瓶是CNG汽车的重要零部件,高强度 2008,5:710 高模量玻璃纤维以其质轻价廉、抗腐蚀性和抗疲劳性好而成 4]陈亚君吴国庆,倪红军等.风力发电机组叶片材料综述[J化 为制造CNG气瓶最有前途的复合材料 工新型材料,2010.9,38(9):3739. 37工程领域 5」叶鼎铨轨道交通:发展中的复合材料市场[玻璃纤维2009 高强度高模量玻纤强度高,耐腐蚀性能好,用于生产超长 3:3941 跨距格栅,其纵向筋条的间隔可以非常大。国内生产的某高6」吴建玲.国产S玻纤及其应用前景[J高科技纤维与应用 强格栅产品通过了美国海岸警卫队测试,在海洋石油平台,人 003.6.28(3):2831. 行通道船甲板,地铁,煤矿等紧急逃生通道或救生场所得到71姜肇中努力开发玻璃纤维应用新局面J玻璃纤维,2084 66-72. 38复合材料钢筋 8]s2玻璃纤维用于超导磁体[高科技纤维与应用,2008,4 高强度高模量玻纤与乙烯基酯树脂采用拉挤工艺、在线 44 9」王峨吴建玲,王婷.高强度玻璃纤维在光缆中的应用[J.玻璃 缠绕及在线涂层工艺可生产出复合材料钢筋,其密度仅为钢 纤维,2004,31L13 材的14,而拉伸强度为钢材的2倍,耐腐蚀、不导电、不导 收稿日期:201+0621 热、不屏蔽、透波性能好,可预制成标准弯形及其它形状,且热 膨胀系数比钢材更接近水泥,是海水、淡水、腐蚀介质等环境 投槁请登陆httpiwww.hgxx.org网站,点击我要投槁” 91994-2013ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net第 8 期 韩利雄等: 高强度高模量玻璃纤维特性与应用 疲劳性更好, 以避免在强风时叶片折断或弯曲变形和塔身相 碰。现在研究表明: 通用的 E 玻纤只能用于生产长度在 45 米 以内的叶片, 若需要较经济的生产更长的叶片, 就需要使用高 强度高模量玻纤。目前高强度高模量玻纤在大功率风力发电 领域中应用越来越广泛[3- 4] 。 3
4 交通运输业 由于全球的能源紧张以及人们对节能环保理念的追求, 车辆轻量化已成为汽车、轨道交通等行业研究的热点。人们 要求新一代车辆强度更高更安全, 质量更轻更节能, 成本更低 更便宜, 高强度高模量玻璃纤维制成的复合材料无疑便成为 首选。 例如阿尔斯通报告其 AGV 列车使用高性能玻纤复合材 料后减少燃料用量 15% , 减轻重量 70t。玻璃纤维复合材料可 应用于客车内部部件, 包括顶棚、地板、侧壁、隔离板、防火挡 板、门、窗框、过道连接框、楼梯、行李架/ 柜、卫生间、厨房、驾 驶室、座椅等[ 5] 。 利用高强度高模量玻纤的耐高温性能, 还可用作汽车发 动机外壳、消音器、催化反应器的密封垫等; 与橡胶材料复合 制作同步带, 这种同步带用在汽车发动机内比金属链更耐高 温、耐腐蚀[ 3] 。 3
5 体育休闲行业 高强度高模量玻纤作为纤维增强材料可用来制作滑雪板 和冲浪板、游艇、帆船等陆上及水上项目用品; 也可以用来制 作山地自行车、钓竿、曲棍球棍、棒球和垒球棒、网/ 羽球拍、 赛/ 皮划艇、高尔夫球杆、撑杆、滑雪板等等[3] 。 3
6 压力容器 高强度高模量玻纤可以直接用于缠绕各种高压气瓶( 医 疗、煤矿、消防、体育用) , 可以质量更轻、更耐高温、耐冲击。 目前世界各国都十分重视压缩天然气( CNG) 作为汽车新 能源的研究、开发和应用, 发展 CNG 汽车也是我国的一项绿 色环保工程。CNG 气瓶是 CNG 汽车的重要零部件, 高强度 高模量玻璃纤维以其质轻价廉、抗腐蚀性和抗疲劳性好而成 为制造 CNG 气瓶最有前途的复合材料[ 6] 。 3
7 工程领域 高强度高模量玻纤强度高, 耐腐蚀性能好, 用于生产超长 跨距格栅, 其纵向筋条的间隔可以非常大。国内生产的某高 强格栅产品通过了美国海岸警卫队测试, 在海洋石油平台, 人 行通道, 船甲板, 地铁, 煤矿等紧急逃生通道或救生场所得到 广泛的应用[3] 。 3
8 复合材料钢筋 高强度高模量玻纤与乙烯基酯树脂采用拉挤工艺、在线 缠绕及在线涂层工艺可生产出复合材料钢筋, 其密度仅为钢 材的 1/ 4 , 而拉伸强度为钢材的 2 倍, 耐腐蚀、不导电、不导 热、不屏蔽、透波性能好, 可预制成标准弯形及其它形状, 且热 膨胀系数比钢材更接近水泥, 是海水、淡水、腐蚀介质等环境 下水泥结构中钢材的理想替代品[ 6] 。 3
9 环境保护领域 由于耐高温、耐腐蚀, 高强度高模量玻璃纤维可直接用于 工业窑炉废气的脱硫、消烟、除尘, 以及废水处理过程中的耐 腐蚀设备、装置和构筑物。例如炭黑、水泥、冶金和热力工业 以及焚烧烟气等领域的除尘净化用滤袋, 燃煤烟气脱硫装置 和配套管道, 含硫含氟烟气处理后尾气输送风机, 一些污水处 理装置和相应的走廊和操作平台等[ 7] 。 高强度高模量玻璃纤维还可作为催化剂载体材料, 负载 WO3 等催化剂, 用于汽车尾气、工业废气等气体中除去氮氧 化物。 3
10 其它用途 由于采油机抽油杆的工作条件十分恶劣, 普通钢质抽油 杆已成为油井抽油系统中的薄弱环节, 玻璃钢抽油杆因其质 量轻、弹性好和抗腐蚀性能优异, 可达到节能降耗、减少设备 投资、降低作业成本和增加产能的目的[6] 。 传统换 向器 加 强环 多为 金属 环, 不 仅 强度 低 ( 只有 400M Pa) , 也不绝缘, 采用高强玻纤生产的加强环不仅具有良 好的绝缘性能, 强度也可以达到800~ 1200MPa, 是钢环的 2~ 3 倍, 能确保转子轴在高速运转下产生强大的离心力, 对漆包 线起到固定作用[ 3] 。 由于优异的力学性能, 高强度高模量玻璃纤维还可用于 大型电机、汽轮发电机的绝缘绕组材料, 超导磁体中线圈材 料、光纤加强材料等许多领域[8- 9] 。 参考文献 [ 1 ] David Fecko, 高建枢译. 高强玻璃纤维仍在不断开发[ J] 玻璃纤 维, 2009, 6: 45- 48. [ 2 ] 刘新年, 张红林, 贺祯等. 玻璃纤维新的应用领域及发展[ J] 陕 西科技大学学报, 2009. 10, 27( 5) : 169- 172. [ 3 ] 凌根华, 李雯. 浅谈高强玻璃纤维的发展和应用[ J] 玻璃纤维, 2008, 5: 7-10. [ 4 ] 陈亚君, 吴国庆, 倪红军等. 风力发电机组叶片材料综述[ J] 化 工新型材料, 2010. 9, 38( 9) : 37-39. [ 5 ] 叶鼎铨. 轨道交通: 发展中的复合材料市场[ J] 玻璃纤维, 2009, 3: 39-41. [ 6 ] 吴建玲. 国产 S 玻纤及其应用前景[ J] 高科技纤维与应用, 2003. 6, 28( 3) : 28-31. [ 7 ] 姜肇中. 努力开发玻璃纤维应用新局面[ J] 玻璃纤维, 2008, 4: 66-72. [ 8 ] S-2 玻璃纤维用于超导磁体[ J] 高科技纤维与应用, 2008, 4: 44. [ 9 ] 王峨,吴建玲, 王婷. 高强度玻璃纤维在光缆中的应用[ J] . 玻璃 纤维, 2004, 3: 11-13. 收稿日期: 2011- 06- 21 投稿请登陆 htt p:
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