2010-5-17 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：夾芯復(fù)合材料 應(yīng)用
夾芯復(fù)合材料行業(yè)屬于新材料行業(yè)，是未來(lái)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。隨著國(guó)家對(duì)新材料行業(yè)的日益重視，夾芯復(fù)合材料無(wú)論是在產(chǎn)量、銷量還是在生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝、新產(chǎn)品研發(fā)等方面，都將快速發(fā)展。
復(fù)合材料在近幾十年迅猛發(fā)展，就在于其“輕質(zhì)高強(qiáng)”的特性，而夾層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念則向人們展示了復(fù)合材料“更輕更強(qiáng)”的神奇魅力。
夾芯復(fù)合材料行業(yè)屬于新材料行業(yè)，是未來(lái)國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。隨著國(guó)家對(duì)新材料行業(yè)的日益重視，夾芯復(fù)合材料無(wú)論是在產(chǎn)量、銷量還是在生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)工藝、新產(chǎn)品研發(fā)等方面，都將快速發(fā)展。
常用的夾芯材料
目前，用于復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)的夾芯材料主要有：硬質(zhì)泡沫、蜂窩和輕木三類。硬質(zhì)泡沫主要有聚氯乙烯（PVC）、聚氨酯（PU）、聚醚酰亞胺（PEI）和丙烯腈一苯乙烯（SAN或AS）、聚甲基丙烯酰亞胺（PMI）、熱塑性聚乙烯（PET）等。
蜂窩夾芯材料有玻璃布蜂窩、NOMEX蜂窩、棉布蜂窩、鋁蜂窩等。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高，剛性好，但蜂窩為開孔結(jié)構(gòu)，與上下面板的粘接面積小，粘接效果一般沒(méi)有泡沫好。
輕木夾芯材料是一種天然產(chǎn)品，市場(chǎng)常見(jiàn)的輕木夾芯為Balsa木。Balsa輕木主要產(chǎn)自南美洲的種植園，由于氣候原因，Balsa木在當(dāng)?shù)厣L(zhǎng)速度特別快，所以比普通木材輕很多，且其纖維具有良好的強(qiáng)度和韌性，特別適合用于復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)。
應(yīng)用領(lǐng)域
夾芯材料的應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，涉及交通運(yùn)輸、風(fēng)電、航空航天、船舶、建筑等領(lǐng)域。
——交通運(yùn)輸
夾芯結(jié)構(gòu)材料在軌道交通車輛中主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)底板、車頂、側(cè)板、車尾部，主要優(yōu)勢(shì)是可以減低車身重量、保溫、隔音降噪、增強(qiáng)安全性、節(jié)省燃油成本。
根據(jù)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)的《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，我國(guó)將規(guī)劃建設(shè)省會(huì)城市及大中城市間的快速客運(yùn)通道。具體內(nèi)容包括建設(shè)客運(yùn)專線1.2萬(wàn)公里以上，規(guī)劃“四縱四橫”鐵路快速客運(yùn)通道以及三個(gè)城際快速客運(yùn)系統(tǒng)，客車速度目標(biāo)值達(dá)到每小時(shí)200公里以上。到2012年，我國(guó)將建成“四縱四橫”高速鐵路專線網(wǎng)。預(yù)計(jì)在2010年-2020年每年需要250-300列（8輛編組）時(shí)速300公里動(dòng)車組。此外，城市軌道交通也是未來(lái)城市交通的理想發(fā)展方向之一。地鐵軌道交通建設(shè)在我國(guó)處于持續(xù)上升時(shí)期。目前中國(guó)除香港、臺(tái)灣以外，北京、上海、廣州、深圳、武漢、天津、南京、重慶、長(zhǎng)春、大連10個(gè)城市均建成地鐵軌道交通線路并投入運(yùn)營(yíng)，2010年以后每年需要軌道交通車廂3500節(jié)左右。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)參數(shù)，單個(gè)動(dòng)車組車廂需要結(jié)構(gòu)泡沫材料0.2噸，按8節(jié)編組，1列動(dòng)車組需要結(jié)構(gòu)泡沫材料1.6噸。總體來(lái)看，2010年以后鐵路和城市軌道交通對(duì)結(jié)構(gòu)泡沫的年需求量將逐步達(dá)到1100-1200噸左右。
——風(fēng)電
夾芯材料是風(fēng)電葉片的關(guān)鍵材料之一，為增加結(jié)構(gòu)剛度，防止局部失穩(wěn)，提高整個(gè)葉片的抗載荷能力，在葉片的前緣、后緣以及剪切肋等部位，一般都會(huì)采用夾層結(jié)構(gòu)。目前，葉片用夾芯材料主要有PVC硬質(zhì)泡沫、Balsa輕木、PET泡沫和SAN泡沫，夾芯材料成本約占葉片材料總成本的20%。另外，機(jī)艙罩也越來(lái)越多地采用泡沫夾芯復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
我國(guó)風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約10億kW，其中，陸地上風(fēng)能儲(chǔ)量約2.53億kW（陸地上離地10m高度資料計(jì)算），海上可開發(fā)和利用的風(fēng)能儲(chǔ)量約7.5億kW，共計(jì)10億kW，開發(fā)潛力巨大。根據(jù)全球風(fēng)能理事會(huì)（GWEC）發(fā)布的資料，中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量從2008年的12.1千兆瓦增加到25.1千兆瓦，中國(guó)新增裝機(jī)容量連續(xù)五年實(shí)現(xiàn)100%的增長(zhǎng)，2009年中國(guó)新增裝機(jī)容量占全球的三分之一。
從近兩年行業(yè)的實(shí)際發(fā)展?fàn)顩r和國(guó)家的有關(guān)規(guī)劃，我國(guó)2010年以后將保持每年約1,000萬(wàn)千瓦的新增裝機(jī)容量，到2020年總裝機(jī)容量將達(dá)到1-1.2億千瓦。
按國(guó)家的有關(guān)政策，2010年-2020年每年預(yù)計(jì)新增1,000萬(wàn)千瓦的裝機(jī)容量，以平均單機(jī)容量1.5MW計(jì)算，每年將新增風(fēng)電整機(jī)6,700套，每年需要風(fēng)電葉片20,000片。按每個(gè)風(fēng)電葉片需夾芯材料0.6噸計(jì)算，2010年以后風(fēng)電行業(yè)每年對(duì)夾芯材料的需求量將達(dá)到12,000噸。
——其他行業(yè)
航空工業(yè)對(duì)夾芯材料的需求也占到一定的市場(chǎng)份額。隨著國(guó)內(nèi)大飛機(jī)項(xiàng)目上馬，未來(lái)對(duì)夾芯材料的需求將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2011年以后，航空工業(yè)對(duì)夾芯材料的市場(chǎng)需求將逐步達(dá)到200-300噸。
船舶游艇也是夾芯材料廣泛應(yīng)用的領(lǐng)域之一，通常用于船底、舷部、甲板、艙壁及上層建筑中。預(yù)計(jì)2010年以后船舶游艇行業(yè)每年對(duì)夾芯材料的需求量將逐步達(dá)到500噸左右。
隨著低碳減排的概念日進(jìn)人心，用夾芯材料制成的節(jié)能建筑材料也開始被更多的用于結(jié)構(gòu)制成建筑幕墻，可以減輕墻體重量，提高墻體保溫隔熱的效果，并且具有良好的隔音、阻燃和耐腐蝕性。目前我國(guó)每年新增建筑面積約20億平方米，其中建筑幕墻的竣工面積為7500萬(wàn)平方米，使用夾芯材料面積為2250萬(wàn)平方米，預(yù)計(jì)2010年以后建筑行業(yè)每年對(duì)夾芯材料的需求將逐步增加，預(yù)計(jì)到2012年需求量將達(dá)到6000噸左右。