解析樹脂基復(fù)合材料的性能及其有效應(yīng)用

何棟 唐婷

摘要：隨著社會的不斷發(fā)展，樹脂基復(fù)合材料的性能不斷被發(fā)掘，在社會不同領(lǐng)域都有了較為廣泛的應(yīng)用。先進(jìn)的樹脂基復(fù)合材料甚至已經(jīng)成為了當(dāng)代航天航空建設(shè)的一種重要材料。文章主要圍繞樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展歷史、主要性能、在各個領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行了探索與分析。

關(guān)鍵詞：樹脂基復(fù)合材料;性能;應(yīng)用

中圖分類號：TQ322.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）07-0066-03

樹脂基復(fù)合材料是指通常使用玻璃纖維等各種不同的纖維增強體，以有機聚合物為機體的纖維增強材料。樹脂基復(fù)合材料本身的優(yōu)勢較為明顯，首先，樹脂基復(fù)合材料的抗疲勞性較好，它比一般復(fù)合材料的疲勞極限拉伸強度要多很多倍，其次，樹脂基復(fù)合材料的減震性、過載安全性、都比一般的符合材料要好。并且樹脂基復(fù)合材料的成型工藝簡單，是當(dāng)代復(fù)合材料中性能較好的一種，在科技領(lǐng)域也有較為廣泛的應(yīng)用。

1 樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展歷史

樹脂基復(fù)合材料首次出現(xiàn)在美國，在1970年以后，人們一邊研究玻璃纖維復(fù)合材料新的應(yīng)用領(lǐng)域，一邊研究開發(fā)出了一種新的復(fù)合材料——樹脂基復(fù)合材料。這種新的樹脂基復(fù)合材料相比于以前的玻璃纖維復(fù)合材料要有更大的優(yōu)勢，它與玻璃纖維復(fù)合材料的性能相比要有更大一步的提升。研究出的樹脂基復(fù)合材料在投入使用以后，在科技應(yīng)用取得了很好的成績，美國的里爾芳2100號，一架八座商用機飛機的零件全部由樹脂基復(fù)合材料制作而成，僅僅重567kg;哥倫比亞號航天飛機，整個機體的主心部件由樹脂基復(fù)合材料構(gòu)成;波音-767大型客機的部分部件也由樹脂基復(fù)合材料制造，這三件作品是直到現(xiàn)在都可以成為樹脂基復(fù)合材料發(fā)展以來較為顯著的成果。

2樹脂基復(fù)合材料的性能

2.1樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能

樹脂基復(fù)合材料是一種新型的復(fù)合材料，它和一般的復(fù)合材料相比具有較強的性能，它比一般復(fù)合材料的抗疲勞性能較好，比一般復(fù)合材料的比模量大，比一般復(fù)合材料的比強度高。樹脂基復(fù)合材料也因為它相比一般復(fù)合材料具有較為明顯的優(yōu)越性而得到了較為廣泛的應(yīng)用。

2.1.1樹脂基復(fù)合材料的剛度

樹脂基復(fù)合材料的剛度相比于一般復(fù)合材料的剛度要較高，它的剛度主要由組成材料的性質(zhì)、剛度較強的材料所占的百分比決定。樹脂基復(fù)合材料具有彈性特性復(fù)合的混合效應(yīng)，相比于以前應(yīng)用的復(fù)合材料，它的剛度特性材料組合較為平均，使它的整體剛度和彈性呈現(xiàn)出一種良好的狀態(tài)，在科技領(lǐng)域或者其他領(lǐng)域應(yīng)用的時候被采用的可能性較大，競爭優(yōu)勢較為明顯。

2.1.2樹脂基復(fù)合材料的強度

樹脂基復(fù)合材料的強度主要根據(jù)它組成材料的強度所占的百分比例和它組成材料的強度性質(zhì)決定。樹脂基復(fù)合材料的組成材料和以前的復(fù)合材料相比組成成分存在一點的不同，樹脂基復(fù)合材料的組成材料的強度性質(zhì)在復(fù)合材料的基礎(chǔ)上有了提升，各個不同的材料組合在一起又形成一個新的強度特性。樹脂基復(fù)合材料相比于以往的復(fù)合型材料有進(jìn)步，但是也不代表著沒有缺陷。樹脂基復(fù)合材料的強度很高，但是在不同的環(huán)境下也會遭到破壞，樹脂基復(fù)合材料的組成材料分布不規(guī)則，導(dǎo)致它的強度分布不均，斷裂的危險仍舊存在，并且斷裂的方式可能會有不同的方式。除此之外，對于樹脂基復(fù)合材料，界面粘結(jié)、彈性影響、纖維的搭接等等方面都會對樹脂基復(fù)合材料的強度有所影響。

2.2樹脂基復(fù)合材料的物理性能

樹脂基復(fù)合材料自身具有多種物理性能，例如：熱學(xué)性質(zhì)、電學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)、摩擦性質(zhì)等等其他性質(zhì)。在熱學(xué)性質(zhì)中還包括多種性質(zhì)，熱膨脹率、隔熱性、耐熱沖擊性等等;在電學(xué)、磁學(xué)性質(zhì)中有絕緣性、壓電性、導(dǎo)電性等等;在光學(xué)性質(zhì)中有透光性、散光性、吸光性、耐光性等等;除了這些物理性能，還有很多其他性質(zhì)，如：透氣性、減震性、隔音性等等。樹脂基復(fù)合材料擁有這些眾多的物理性能，使它在使用的過程中和其他復(fù)合材料相比具有較高的競爭力，樹脂基復(fù)合材料能夠?qū)⒈姸嘤欣男阅芙M合到一塊，從而能夠使最終的效果達(dá)到最優(yōu)。樹脂基復(fù)合材料的物理性能雖然很多，但仍有不足之處，在具體應(yīng)用的時候可以通過調(diào)節(jié)樹脂基復(fù)合材料的填料的方法來調(diào)節(jié)樹脂基復(fù)合材料的物理性能。

2.3樹脂基復(fù)合材料的化學(xué)性能

樹脂基復(fù)合材料是由各種化學(xué)性能不同的基底材料組成，每一種基底材料的化學(xué)性能都存在著或多或少的不同點，并且這些基底材料本身就是有機物質(zhì)，容易和一些溶劑或者含有化學(xué)成分的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也可能被有機溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者被腐蝕。由于基底材料的不同，樹脂基復(fù)合材料對不同的物質(zhì)反應(yīng)也不相同，一般的樹脂基復(fù)合材料都耐強酸、耐鹽、耐酯，但是普遍都不耐堿。因為樹脂基復(fù)合材料一般用于機器的建設(shè)，所以對水的影響一般收到了人們普遍的重視，樹脂基復(fù)合材料遇到水時，自身的介電強度將會下降，也有可能會出現(xiàn)化學(xué)鍵斷裂產(chǎn)生光散射和不透明性的情況，樹脂基復(fù)合材料會受到水的影響，水不僅對樹脂基復(fù)合材料的化學(xué)性能有影響，同樣對樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能也有一定的影響。樹脂基復(fù)合材料的化學(xué)性能和力學(xué)性能之間也會相互影響，樹脂基復(fù)合材料的一些化學(xué)聚合物在受到高溫的時候會產(chǎn)生一層耐熱焦炭，然后等本身物質(zhì)揮發(fā)后，會和一些分解物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，然后進(jìn)一步提升自己本身的耐熱程度，也會產(chǎn)生新的力學(xué)性能，如抗震性。

3 樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用

3.1樹脂基復(fù)合材料在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用

建筑工業(yè)的不斷地發(fā)展，建筑施工對建筑材料的要求也不斷提升，建筑工業(yè)在不斷尋求能夠滿足當(dāng)代建筑工業(yè)現(xiàn)狀的建筑材料，樹脂基復(fù)合材料的出現(xiàn)正好滿足了建筑工業(yè)對新型建筑材料的要求。樹脂基復(fù)合材料因為自身的優(yōu)勢，在建筑工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，為建筑工業(yè)提供了極大的便利，也促進(jìn)了建筑工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在建筑工業(yè)施工中采用樹脂基復(fù)合材料能夠減輕建筑本身的重量，使之沒有那么的笨重，而且樹脂基復(fù)合材料自身性能較高，力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能都比較突出，應(yīng)用于建筑工業(yè)能夠提升建筑的使用功能和使用壽命，是一種新型的建筑工業(yè)材料。樹脂基復(fù)合材料的成本較低，還有利于降低建筑工業(yè)施工的成本，實現(xiàn)用較低的成本使用優(yōu)質(zhì)的建筑材料，提升建筑工業(yè)技術(shù)的目標(biāo)。目前，樹脂基復(fù)合材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑工程行業(yè)，同時也為建筑工業(yè)帶來了很大的便利，在建筑工業(yè)中，建筑圍欄、門窗裝飾材料、高層建筑樓房等等也都大多采用了樹脂基復(fù)合材料構(gòu)造。

3.2樹脂基復(fù)合材料的在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用

樹脂基復(fù)合材料的化學(xué)性能較高，和一般的復(fù)合材料相比，樹脂基復(fù)合材料的化學(xué)性能更加適合在化學(xué)工業(yè)中的建設(shè)。樹脂基復(fù)合材料由于自身化學(xué)性能的原因，它的耐腐蝕性較高，并且在眾多的復(fù)合型建筑材料中屬于佼佼者，在化學(xué)工業(yè)的建設(shè)中，很多的建筑和建筑工具的建設(shè)都需要具有較強的耐腐蝕性的特征，所以，樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)勢在這一方面就尤其明顯，很多的化學(xué)工業(yè)建設(shè)都會優(yōu)先選擇樹脂基復(fù)合材料作為建筑材料。在化學(xué)工業(yè)中，石油、化肥、制鹽、制藥等等都會采用樹脂基復(fù)合材料作為原材料。樹脂基復(fù)合材料的比強度高，材料本身的質(zhì)量較小，方便運輸，防腐性較強還具有良好的保溫效果，所以，樹脂基復(fù)合材料現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到了化學(xué)工業(yè)的各個方面。

3.3樹脂基復(fù)合材料在機械工業(yè)中的應(yīng)用

樹脂基復(fù)合材料本身的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能都比一般復(fù)合材料的要好，具有一般復(fù)合材料沒有或者較強的性能，它的比強度高，抗疲勞性較好，在機械工業(yè)中，一些較為主要的機械部件都會采用樹脂基復(fù)合材料，如機械工業(yè)中的運輸機械、制冷機械、起重機等等都有采用樹脂基復(fù)合材料。樹脂基復(fù)合材料的抗震性能和抗斷裂性較好，在機械工業(yè)中，一些機械原材料的選擇首先就要考慮到這些性能，機械工業(yè)中的產(chǎn)品受到的壓力和重力較多，機械如果抗震性能和抗斷裂性能不高，機械的使用壽命便不會很長，機械的使用度便不好，樹脂基復(fù)合材料因自身優(yōu)勢，可以滿足機械工業(yè)中對原材料的要求，所以，在機械工業(yè)中，樹脂基復(fù)合材料的采用度很高。樹脂基復(fù)合材料最早得到應(yīng)用時便是在電氣行業(yè)，電器行業(yè)對材料的性能要求更為仔細(xì)與高標(biāo)準(zhǔn)，并且電氣行業(yè)對復(fù)合材料的需求量很大，所以，在電氣行業(yè)中，樹脂基復(fù)合材料的采用量也很大。

3.4樹脂基復(fù)合材料在醫(yī)療、體育、娛樂方面的應(yīng)用

樹脂基復(fù)合材料不僅僅是工業(yè)中才可以使用的原材料，它的應(yīng)用范圍很廣，在醫(yī)療、體育和娛樂方面也有很廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)療方面，樹脂基復(fù)合材料的優(yōu)勢尤其明顯，它可以作為制作人工器官的原材料，并且，樹脂基復(fù)合材料的性能較高，會減少人工器官對人體造成的傷害和人工器官和人體的不匹配程度，樹脂基復(fù)合材料制作而成的人工器官也會相較于其他的復(fù)合材料制作而成的器官的壽命較長，是醫(yī)療方面的一大進(jìn)步。在體育方面，樹脂基復(fù)合材料可以應(yīng)用于制作體育器材，體育器材最主要的要求就是抗擊打性，樹脂基復(fù)合材料的抗震性能很高，由樹脂基復(fù)合材料制作而成的體育器材會相比一般復(fù)合材料制作而成的使用感要好，而且，樹脂基復(fù)合材料的質(zhì)量較輕，易設(shè)計，耐腐蝕性較高，一般的體育器材使用樹脂基復(fù)合材料的情況會較多。在娛樂方面，很多大型的娛樂場所都會采用復(fù)合材料來進(jìn)行娛樂設(shè)施的建設(shè)，而樹脂基復(fù)合材料的性能更好，采用樹脂基復(fù)合材料會增加娛樂設(shè)施的安全程度，現(xiàn)在，國內(nèi)的眾多大型娛樂場所為保證游人的安全性，都已采用了玻璃鋼作為娛樂設(shè)施的原材料。

4 結(jié)語

隨著社會科技水平的不斷提高，樹脂基復(fù)合材料的研究也在不斷地發(fā)展，由原先的極少數(shù)的種類現(xiàn)在變得越來越多，成本在不斷地降低，質(zhì)量卻在不斷地提升。樹脂基復(fù)合材料的性能較高，相信經(jīng)過不斷地研究與發(fā)展一定會發(fā)掘出樹脂基復(fù)合材料更大的作用，樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用范圍也會變得越來越廣。