玻璃钢复合材料在路基边坡防排设施中的应用研究

玻璃钢复合材料由玻璃纤维和不饱和树脂组成,具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,被广泛应用于建筑和交通等领域。该材料通常被用于制作路基边坡防排设施,如急流槽、路缘石、拱形骨架等,玻璃钢复合材料的研究和开发可以有效提高边坡工程的稳定性和安全性。文章以河南安罗高速公路为依托,介绍了玻璃钢复合材料的成分、制备及其性能,并通过实例分析了其在路基边坡防排设施中的应用效果。结果表明,玻璃钢复合材料在路基边坡工程中具有较好的经济性和工程可行性。

玻璃纤维增强热固性复合材料的回收利用

玻璃纤维增强热固性聚合物复合材料(GFRP)在各种工业领域中被广泛应用,其优异的力学性能和耐腐蚀性使其成为替代传统材料的理想选择。目前,全球聚合物复合材料年产量超过1600万t,并以约8%的年增长率不断增加。然而,GFRP的废弃物处理一直是一个挑战,因为热固性基体难以降解且复合材料很难进行有效的回收利用。据统计,仅有不到10%的废料得到回收利用,特别是在风电行业,废弃叶片的回收面临巨大挑战。随着风电设备的装机容量不断增加,风电叶片的回收需求迫在眉睫。目前,机械粉碎虽然是主要的回收工艺,但化学回收和热解回收处理后的纤维质量较高而显示出更大的潜在优势。然而,各种工艺的需求尚未得到充分的解释,影响了经济价值及工艺可行性评估。总结了玻璃纤维增强热固性聚合物复合材料的化学回收和热解回收利用方法,并讨论了相关挑战和未来发展趋势,旨在推动GFRP废弃物的有效处理和资源化利用。

纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程数值模拟研究进展

纤维增强热固性树脂基复合材料在高端制造领域应用广泛,其固化过程涉及树脂流动、固化反应发生、残余应力引发固化变形等多个步骤。数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料的工艺成型过程是一个多场耦合的复杂问题,建立完善的数值模拟方法用来预测其成型过程中的固化行为对于工艺类型选择、工艺参数设计和复合材料构件性能优化具有重要的理论与实践意义。本文归纳了数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程的主要研究进展,并讨论了不同数值模型的适用条件,通过分析同一问题不同模型的适用条件可以为复合材料固化工艺及参数设计的选择提供指导。提升精度和降低成本是数值模型迭代优化的主要研究方向。在此基础上,本文对数值模拟纤维增强热固性树脂基复合材料成型过程进行了总结,并认为未来可以从复合材料的树脂流动多尺度建模、机器学习与材料基因组方法在复合材料的构件优化设计中的应用和残余应力对复合材料的性能及使用寿命的影响等方面开展研究。

可回收热固性环氧树脂及其玻纤增强复合材料性能研究

为了研究可回收环氧树脂R与风电叶片中常规环氧灌注树脂的区别,采用真空灌注工艺制备了玻璃纤维增强可回收热固性复合材料,对比分析了树脂之间的材料性能以及其复合材料之间的力学性能。结果表明,可回收树脂R的粘度与常规灌注树脂相近,适用期长于常规灌注树脂,适用于风电叶片的真空灌注工艺;放热峰出现时间略早于常规灌注树脂,有利于减少生产工时;其本体性能、复合材料力学性能与常规灌注树脂大体相当;可回收树脂R与常规灌注树脂的之间具有良好的界面性能,表明该树脂可以通过先制备部件然后整体灌注成型的方式制造大型复合材料制件。

热固性树脂基复合材料在表面防护领域的研究现状

热固性树脂因其固化后不溶不融、硬度高、比刚性大、耐高温且成品具有优异的尺寸稳定性,在防护涂料、轨道交通、航空航天等广大应用领域获得了认可。然而,随着材料技术的高速发展,传统热固性树脂的力学性能已难以满足各行各业选用材料的性能要求。针对此类问题,目前的解决方案主要围绕新型热固性树脂的研发和对传统热固性树脂进行改性两方面。改性后的热固性树脂综合性能得到了显著提升,且制备周期较短,在抗烧蚀、耐磨损和耐腐蚀等领域起着至关重要的作用。本文综述了近年来热固性树脂基复合材料在抗烧蚀、耐磨损和耐腐蚀等表面防护领域的研究现状,并对其材料种类、防护机理及环境对其性能的影响进行了梳理和总结,探讨了热固性树脂基复合材料未来的发展方向,可为其在接下来的研究中提供理论和技术参考。

废弃热固性复合材料应用于沥青混合料的研究进展

本文综述了废弃热固性复合材料应用于沥青混合料的研究进展,废弃热固性复合材料既可以作为沥青改性剂又可以作为填料,在路用性能方面起到促进作用。废弃玻璃钢作为改性剂能显著提高沥青混合料的高温性能、抗车辙能力、耐湿热性能和低温开裂能力,这是由于沥青混合料中玻璃钢网络形成稳定的三维结构,玻璃钢组分通过溶胀与吸附桥接作用可增加沥青组分结构中的大分子组分。玻璃钢粉末作为沥青混合料填料能提高沥青混合料的中、高温性能、抗车辙性能和抗疲劳性能,这是由于玻璃钢粉末与沥青的粘附性能优异,在沥青混合料内部,玻璃钢可以形成良好的嵌锁骨架结构并可以形成密实充填。同时,总结了废弃热固性复合材料在沥青混合料中的作用机制,最后对废弃热固性复合材料在道路工程中的广泛应用进行了展望。

动态共价热固性树脂及复合材料的研究进展

纤维增强热固性树脂基复合材料具有高比强度、高比模量、耐热性好等优点,在航空航天等重要领域应用广泛。然而,其存在成型后无法重复加工以及材料回收处理困难的问题。通过将动态共价键引入交联树脂体系,可以制备得到动态共价热固性树脂,这类树脂具有可回收、可重塑等类似热塑性聚合物的动态性能,为解决上述问题提供了一种有效途径。本文介绍了动态共价热固性树脂的发展历程、基本特征及网络调控策略,简述了以其为基体的纤维增强复合材料基本特点,随后以动态共价键类型进行分类标准,综述了酯交换型、双硫交换型、亚胺交换型及其他键交换型热固性树脂及其纤维增强复合材料的研究进展,并概述了这类复合材料的发展趋势及商业化应用。最后总结了上述树脂及复合材料的未来发展方向并提出设计建议,为该材料的设计开发及商业化应用提供思路。

退役风电叶片中热固性复合材料资源化流程研究进展

风能因其无污染、可再生的优势成为中国新型能源体系的重要组成部分。中国风电行业发展较久,早期风电机组面临退役问题。早期风电叶片的主要成分为由玻璃纤维和环氧树脂组成的热固性复合材料。热固性复合材料的资源化流程可以归纳为前处理、过程处理和应用3个阶段。着重介绍了过程处理中机械处理、热处理和化学处理的现行方案。随着风能产业的不断发展,相关研究可为退役风电叶片资源化利用提供参考。

玻璃钢复合材料耐海水腐蚀性能及寿命预测

本工作研究了玻璃钢在老化环境下的性能演变规律,并根据水下玻璃钢保护罩的服役条件,对其进行人工海水加速老化实验,通过人工加速老化的方法,预测其在水下500 m的服役寿命。结果表明,玻璃钢复合材料的力学性能随着老化时间的延长而逐步降低,在老化初期就出现了较为明显的下降,到了后期则逐渐趋于稳定。玻璃钢保护罩在水下500 m的服役寿命为28年。

热固性碳纤维复合材料回收技术及再利用研究进展

碳纤维复合材料具有质量轻、比强度和比模量高、耐腐蚀、抗冲击等优点,市场规模近几年不断扩大,拥有良好的应用前景。目前国内市场以热塑性碳纤维复合材料为主,其回收再利用较为困难,碳纤维废弃物不但会造成资源浪费,同时也给生态环境带来巨大压力。文中介绍机械回收法、化学回收法、热解法3类热固性碳纤维复合材料回收工艺研究进展,同时也分别介绍所回收热固性复合材料在汽车、建筑、航天航空、增材制造领域的应用情况,并对碳纤维复合材料回收行业发展进行展望。

碳纤维增强树脂基复合材料界面改性及应用进展

轻质高强的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在碳达峰和碳中和的国家战略中展现出重要的研究价值,提高复合材料界面结合强度是重点和难点问题。针对碳纤维表面浸润性差和力学性能转化率低的问题,简述了CFRP界面增强理论和碳纤维表面处理方法,重点阐述了氧化法、化学接枝和涂层法,用物理或化学手段提高复合材料力学性能。此外,从热固性树脂和热塑性树脂两种基体材料的各自性能特点分析了碳纤维与树脂基体适配性的问题,提出了不同的解决方案。最后,介绍了CFRP在航空、风电叶片和新能源汽车领域的研究进展,提出了飞机轻量化、风机大型化和电车普及背景下材料研究的发展建议,如优化针对高强或高模等具有不同表面形态碳纤维的特定表面改性技术,开发针对不同树脂的改性方法,研发不同类别及应用场景下的碳纤维上浆剂,加强复合材料界面增强理论和界面表征技术研究,制定碳纤维复合材料标准化体系。

纤维复合材料在调水工程长输管道中的应用

调水工程长距离输水管道的材料选择,对工程成本和输水线路的安全有着重要影响。纤维复合材料具有轻质高强、内壁光滑、耐腐蚀性好等特点,正逐步应用在输水管道中。文章分析了影响长距离输水管道材料选择的主要因素,介绍了钢管、球墨铸铁管、混凝土管等传统输水管道的材料特性,阐述了纤维复合材料在输水管道中的应用,重点分析了玻璃钢夹砂管的发展和特点,最后对纤维复合材料输水管道在产品升级、施工技术、安全防护和质量管理四个方面的发展进行了展望。

溶解法是回收航空航天用生物复合材料的最佳方法

新的研究表明,溶解比热解对碳更友好。为了响应航空业通过使用生物复合材料来减轻其对环境影响的趋势,两个研究中心——西班牙的Aimplas和荷兰的TNO——合作进行了一项新的研究,研究这些生物复合材料的化学回收的不同方法。生物复合材料使用天然纤维和可再生树脂作为加固材料。然而,由于人们对这些热固性材料的不熟悉、它们的异质性以及它们缺乏具有高市场价值的碳纤维这一事实,使得很难找到一种有效的报废解决方案。

《纤维复合材料》学术论文征稿

《纤维复合材料》由国家新闻出版总署批准,国内外公开发行的优秀学术期刊。《纤维复合材料》于1984年创刊,由哈尔滨玻璃钢研究院有限公司主办,国家树脂基复合材料工程技术研究中心协办。主要刊登聚合物基复合材料领域的新材料、新技术、新工艺、新设备、新应用等方面的研究与技术论文。经过近50年的发展,《纤维复合材料》已发展成为中国复合材料行业广泛认可的技术交流平台和宣传平台,积极推动了中国复合材料行业的技术进步和发展。

《纤维复合材料》学术论文征稿

《纤维复合材料》由国家新闻出版总署批准,国内外公开发行的优秀学术期刊。《纤维复合材料》于1984年创刊,由哈尔滨玻璃钢研究院有限公司主办,国家树脂基复合材料工程技术研究中心协办。主要刊登聚合物基复合材料领域的新材料、新技术、新工艺、新设备、新应用等方面的研究与技术论文。经过近50年的发展,《纤维复合材料》已发展成为中国复合材料行业广泛认可的技术交流平台和宜传平台,积极推动了中国复合材料行业的技术进步和发展。

玻璃钢蜂窝夹层复合材料抗爆性能研究

介绍玻璃钢蜂窝夹层复合材料的结构与特点,研究了玻璃钢蜂窝夹层复合材料的动、静态力学性能,并根据材料测试结果研究了由其制作的浅埋抗爆结构的抗爆性能,分析了实验现象和结果。玻璃钢蜂窝夹层结构复合材料具有良好的动、静态力学性能,是制作浅埋抗爆结构的理想材料。

玻璃钢复合材料拉-拉疲劳性能试验方法及其改进

对玻璃钢复合材料疲劳性能试验夹具以及试样尺寸进行了改进设计,提出了开孔拉伸式哑铃形玻璃钢疲劳性能试验方法。采用有限元分析方法分析了试样应力分布,并对试样结构进行了优化设计。采用这一新的试验方法对玻璃钢复合材料在两种不同应力水平下的疲劳性能进行了试验。试验结果显示,所有被检测试样都在试样试验区破坏,验证了改进后的试验方法的可靠性。

竹/玻璃钢复合材料的研制及在抗爆结构中的应用

对竹 /玻璃钢复合材料进行了结构设计和制作工艺的研究,通过试验对其物理力学性能和抗爆特性进行了分析,探讨了其在浅埋抗爆结构中的应用前景,为该材料在其它工程领域的应用提供了参考。

玻璃钢渔船复合材料性能的试验研究

通过对FRP/1年生植物纤维复合板及FRP/混凝土复合梁弯曲强度、拉伸强度、弹性模量、剪切强度等性能的测试以及对由聚乙烯、尼龙和钢纤维混杂增强环氧树脂复合板的耐磨、耐腐蚀性能的比较试验,认为FRP/1年生植物纤维复合板可应用于玻璃钢渔船的上层建筑及船甲板;FRP/混凝土复合梁可以应用于玻璃钢渔船龙骨和肋骨;超混杂复合材料可应用于玻璃钢船体水下部分及船舷和缆桩等摩擦损失较严重的部位。

我国玻璃钢/复合材料工业发展概况和前景

本文从我国玻璃钢生产的发展、原材料、成型技术及工艺装备等方面综述了我国玻璃钢／复合材料工业的发展概况，分析了发展前景。