玻璃纤维复合材料的应用领域综述

玻璃纤维复合材料的应用领域综述摘要：随着玻璃纤维复合材料被的广泛研究，另外玻璃纤维价格便宜，其高性价比受到应用领域的青睐，我国的玻璃纤维复合材料行业得到了迅猛地发展。目前，我国玻璃纤维复合材料生产总量居世界前列，玻璃纤维复合材料已被广泛地应用于建筑工程、石油化工、交通运输、能源工业、机械制造、船艇、体育器械、航空航天等领域，为国民经济和国防建设做出了重要贡献。关键词玻璃纤维复合材料应用领域ReviewedtheapplicationareasofglassfibercompositematerialsAbstract:Astheglassfibercompositeswaswidelystudied,cheappriceanditscost-effective,theglassfibergetthefavourofapplicationfield,inChina,Glassfibercompositesindustryhasbeenarapiddevelopment.Atpresent,GlassfibercompositesrankedamongthetopoftheworldtotalproductioninChina,glassfibercompositematerialshavebeenwidelyusedinconstructionengineering,petrochemicalindustry,transportation,energyindustry,machinerymanufacturing,boat,sportsequipment,aerospaceandotherfields,itmakeanimportantcontributiontonationaleconomyandnationaldefenseconstruction.KeywordsGlassfiberCompositematerialsApplicationfield1、引言玻璃纤维是由玻璃熔化而得，玻璃纤维复合材料是以玻璃纤维及其制品作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。通常玻璃纤维复合材料的片材制备和制品成型过程是分开的，但从经济角度出发，将两者结合起来，即可减少设备投人,又可节约能耗⑴。玻璃纤维能够在实现较高机械强度的同时保持成本优势，达到一个均衡，玻璃纤维复合材料具有良好的回收性能⑵。与传统材料相比，具有比强度高、比模量高及可设计性、易修补，耐疲劳、耐腐蚀等优点但玻璃纤维增强的树脂基复合材料对湿热的环境比较敏感⑵,而且湿热环境会使它性能下降，采用合适的化学交联剂或偶联剂对聚合物进行改性，使其变为憎水性物质W］。玻璃纤维复合材料的应用范围很广A。］。高强玻璃纤维复合材料具有优异的力学性能和抗弹性能用于制作防弹板；玻璃纤维增强材料可代替传统的木材及其它材料，可以用于建筑行业中；玻璃纤维复合材料维被广泛的用于汽车工业还可以用于飞机、火箭等，近年来在民用方面发展也很迅猛，在舰船和体育器械等领域得到应用，并且用量不断增加。如StaMax等材料的开发，提高了家用电器、电子产品、汽车零件及其它应用的抗冲强度；由于全球能源日益紧张，风能材料的开发更具发展前景，玻璃纤维复合材料用于制备能源设备，预计将在不久的未来，这领域将成为玻璃纤维复合材料重要的应用领域。随着新生产工艺的不断出现推动着玻璃纤维复合材料的发展［1。］。我国玻璃纤维复合材料工业已经进入一个新的发展时期。过去是以发展速度为主要特征，现在则以产品应用和质量提高为重要标志［12］。IntroductionGlassfiberismadeofglassmelting,glassfibercompositematerialisglassfiberanditsproductsasreinforcedmaterial,syntheticresinasbasematerialofakindofcompositematerials.Usually,sheetofglassfibercompositespreparationandproductsmoldingprocessisseparate,butforeconomicperspective,togetthemtogethercanreduceequipmentinvestment,butalsosaveenergy.Glassfibercanbeimplementedinhighmechanicalstrengthatthesametimemaintaincostadvantages,itcanachieveabalanced.Theglassfibercompositematerialhasgoodrecoveryperformance.Comparedwithtraditionalmaterials,ithashighspecificstrength,highmodulusthanandcandesign,easytorepair,fatigueresistance,corrosionresistanceadvantages,butglassfiberreinforcedresinmatrixcompositesismoresensitivetohotandhumidenvironment,andhotandhumidenvironmentwillmakeitperformancedegradation,useappropriatechemicalcrosslinkingagentandcouplingagentonpolymermodification,makeitbecomeahydrophobicmaterial.Awiderangeofglassfibercompositematerials.Highstrengthglassfibercompositematerialhasexcellentmechanicalpropertiesandresistancetoflexibility.itcanbeusedtomakebulletproofplate;Glassfiberreinforcedmaterialcanreplacethetraditionalwoodandothermaterials,itcanbeusedintheconstructionindustry;Dglassfibercompositesarewidelyusedinautomobileindustry,italsocanbeusedforaircraft,rocket,etc.It

isveryrapidinrecentyearsinciviliandevelopmentandhasbeenappliedinareassuchasshipsandsportsequipmentandthedosageincreasing.SuchasthedevelopmentofStaMaxmaterials,improvingthehouseholdelectricalappliances,electronicproducts,autopartsandotherapplicationsoftheimpactstrength;Becauseoftheglobalenergyincreasinglynervous,moredevelopmentprospectofthedevelopmentofwindenergymaterials.Glassfibercompositematerialusedforthepreparationofenergyequipment,expectedinthenearfuture,thisfieldwillbecomeanimportantapplicationfieldofglassfibercompositematerials.Withthenewproductiontechnologyofappearconstantlypromotethedevelopmentoftheglassfibercomposites,glassfibercompositesindustryhasenteredanewperiodofdevelopmentinChina.Themainfeaturewasdevelopmentinthepast,butnow,itisproductapplicationandqualityimprovementfortheimportantsign.2、玻璃纤维复合材料的应用领域2.1、航空军工领域玻纤增强树脂基复合材料是最早应用于军事领域的复合材料之一［13］。玻璃纤维复合材料大量应用于火箭、导弹的防热材料；在轻型装甲车中，玻璃纤维复合材料的应用几乎涉及装甲车辆的各个部位；玻璃纤维复合材料的透波性能已经得到了广泛的应用，产品包括保护天线的天线罩、电子对抗用的透波墙以及电视发射塔的墙体等［14-15］；玻璃纤维复合材料是很好的防弹材料［16-17］，具优异的抗弹性能［18］。因为玻璃纤维复合材料的密度效应和强度效应使其制造的复合装甲具有极好的抗穿甲弹能力，并且具有使破甲弹射流弯曲、不规则断裂失稳的能力。此外，它对核辐射也具有强烈的衰减作用。玻璃纤维复合材料还被用于研制各种不同当量的玻璃纤维复合材料爆炸容器［19］,如1994年美国SNL实验室从俄联邦核中心购买了2kg（TNT当量）球形及50kg柱形复合材料爆炸容器的全部设计资料［2。］。2.2、能源设备领域从国外的应用实践看，玻璃纤维复合材料在一定程度上也是建造输电杆塔结构的理想材料之一［21］。由于玻璃纤维复合材料具有重量轻、强度高、绝缘性好、耐疲劳、耐腐蚀、加工成型方便、易维护等特点。玻璃纤维复合材料在电力行业的应用除传统输变电设备、设施外，玻璃钢杆塔和复合电缆芯成为行业关注的热

点之一。近年来，随着输电走廊用地的日益紧张，部分地区的污秽和腐蚀程度的不断加重，复合材料用于输电杆塔的优势日益突显。利用复合材料的优良性能，不仅可以克服传统的输电杆塔普遍存在的质量重、易腐、锈蚀或开裂等缺陷，还可以增加杆塔绝缘间隙及绝缘爬距，提高线路的绝缘水平。还可以进一步压缩输电线路走廊宽度，降低输电线路建设及运行维护成本。随着国内玻璃纤维复合材料成型工艺技术和产品性能的进步与提升，制造成本的降低，玻璃纤维复合材料杆塔的研究与应用条件已经具备，许多部门开展了应用研究工作，并已进入线路试验阶段。当今世界能源紧张，风力发电作为一种清洁能源备受瞩目。目前风机叶片的主要材料为玻璃纤维复合材料［2刃，因为玻璃纤维具有可根据风机叶片的受力特点来设计强度与刚度，翼型容易成型，可达到最大的气动效率，疲劳强度较高，抗震性好和耐腐蚀性好等优点，而且玻璃纤维价格便宜。供应量宽松，采用玻璃纤维作为叶片材料的成型工艺成熟⑵］。火力发电量占全球发电量的一半以上，因此，煤炭在至少未来几十年内仍将是主要的燃料。所有的火力电厂最终都要安装洗涤塔和脱硫系统，而玻璃纤维复合材料则是这一应用领域内性价比最高的材料。玻璃纤维复合材料用于石油化工。除传统防腐工程外，还被用于高压管道、贮罐、塔器等产品中。2.3、交通运输领域玻璃纤维复合材料在轨道交通上的应用发展从玻璃纤维复合材料零部件到全玻璃纤维复合材料的机头、箱体等，都展示了巨大的优势及其在轨道交通领域广泛的应用前景。国内除应用现有技术和工艺，为轨道车辆研发生产、车体内装件和设备、设施外，应深入研究具有自主知识产权的玻璃纤维复合材料制造技术及其批量化产品，促进我国高速轨道交通事业的发展。当前我国正处在轨道交通建设的繁荣时期，已经成为世界上最大的城市轨道交通市场。对于玻璃纤维复合材料产业而言，这是一个大有可为的应用领域。随着国家振兴汽车产业规划出台，将加速提升玻璃纤维复合材料制品在汽车上的应用总量2。同时，国家节能减排政策和新能源电力汽车的发展，以及汽车材料轻量化的发展趋势，也为玻璃纤维复合材料制品在汽车上的应用提供了更加广阔的市场发展空间。在汽车行业的应用主要用于座椅骨架、保险杠、仪表板、发动机罩、电池托架、车顶棚和备用轮胎架等部件［25］。美国的GMT产品中有80%用于汽车部件。福特、通用、克莱斯

勒等公司轿车部件大多数使用了玻璃纤维复合材料，如蓄电池托架、行李架、前围、挡泥板、风扇叶片等如，玻璃纤维复合材料可以循环使用、隔热、隔声，是汽车用材料的发展方向，为热塑性复合材料的应用提供了发展机遇。随着玻璃纤维复合材料新品种的开发，使得它在汽车上得到越来越广泛的应用⑵"2.4、土木建筑工程领域玻璃纤维复合材料制品在建筑领域的应用除传统产品如冷却塔、风机、水箱、管道、门窗、采光瓦、装饰装修等和建筑材料外，建筑补强和玻璃纤维复合材料在桥梁上的应用成为新的关注点。玻璃纤维-芳纶纤维复合材料加固桥梁结构具有广泛的推广前景，粘贴玻璃纤维-芳纶纤维混合材料加固有利于改善桥梁的使用性能，增加结构的耐久性。施工工期非常短,对交通影响很小，施工质量也比较容易保证,并且在使用中无需定期维护，综合经济效益很好㈣。不过得了解粘贴纤维布施工的要领如。成功地把玻璃纤维复合材料应用到了电信电缆检修井防止地下水渗漏的工程中，经过近多年的实际运行达到了预期的效果［30］。氯氧镁水泥作为无机胶粘剂制备氯氧镁水泥'玻璃纤维复合材料［31］可应用于冷却塔壳体工程和用于地下输水管工程但其水化产物在水中的溶解度大区，耐水性差。玻璃纤维的物理和力学性能及其低成本使它成为土木建筑工程的理想材料。其中玻璃纤维复合材料筋优于钢筋的各种性能如耐化学腐蚀、高轴向强度、非磁性等，更加强了它在工程结构的应用中的地位邸。2.5、环境保护领域由于玻璃纤维复合材料所具有的比强度高、优良的耐腐蚀性能和无锈蚀等特点在水处理工程上得到广泛的应用。环境保护和新农村建设是国家重点关注和支持的项目，同时也是玻璃纤维复合材料行业近年来关注的应用领域。主要是玻璃钢净化（槽）池和玻璃钢沼气池。这领域具有广阔的市场发展空间。例如在新农村建设中玻璃钢沼气池因其材料耐腐蚀好、可工厂化生产、安装方便、产气快、寿命长、使用安全等优异性能得到农户的欢迎，受到农业部重视和大力推广。3、结语随着国家经济的飞速发展，我国正在成为全球玻璃纤维产业需求和应用的最大市场。随着国家相关产业振兴规划和加大基础设施投资力度，对于玻璃纤维复合材料行业来讲，建筑业和交通运输业是玻璃纤维复合材料用量最大的应用领

域，同时，新能源和电力等行业对玻璃纤维复合材料的需求也将持续增长。根据我国玻璃纤维复合材料行业的发展情况，预计近年对玻璃纤维的需求每年将有两位数的增长。一个国家玻璃纤维复合材料行业的发展和技术水平可以从一个侧面展现出其工业发展技术水平。我国是世界上最大的发展中国家，又为经济发展速度最快的国家，虽然我国玻璃纤维复合材料总量居全球前例，但人均占有率很低，与欧美等复合材料发达国家相比技术水平还有一定差距，让我们一起努力，将我国由玻璃纤维复合材料大国建设成为玻璃纤维复合材料强国。ConclusionWiththerapiddevelopmentofnationaleconomy,chinaisbecomingthelargestmarketofglobalglassfiberindustrydemandandapplication.Asrelevantnationalindustryrevitalizationplanningandincreasinginvestmentininfrastructure,forglassfibercompositematerialindustry,constructionandtransportationindustryisthelargestconsumptionoftheglassfibercompositematerialsapplicationfield,atthesametime,newenergyandelectricpowerindustriessuchasdemandforglassfibercompositematerialswillalsocontinuetogrow.BasedonthedevelopmentofglassfibercompositesindustryinChina,inrecentyears,thedemandforglassfiberisexpectedtherewillbeadouble-digitgrowtheveryyear.Acountryofglassfibercompositematerialindustrydevelopmentandtechnologylevelcanbeonesideshowitsindustrialdevelopmenttechnologylevel.Ourcountryisthebiggestdevelopingcountryintheworldandthefastesteconomicdevelopmentcountries.Althoughthetotalamountofglassfibercompositematerialsintheworldprecedents,butpercapitaislow,comparedwithEuropeandtheUnitedStatesandotherdevelopedcountriesofcompositestechnology,wehaveacertaingapoflevel.Letusworktogethertobuiltourcountrybyglassfibercompositematerialpowersasglassfibercompositematerialpower.参考文献周一兵.我国汽车工业的发展现状以及对高分子玻璃纤维复合材料的需求[C].中国玻璃纤维应用市场高层论坛论文集,中国，2008,29-34.李白.玻璃纤维复合材料的市场机遇[J].汽车与配件,2011,49(12):45.ShenChihung,SpringerGS.Moistureabsorptionandabsorptionofcompositematerials[J].Comp.Marer,1976,10(1):2-20.HasegawaM,KobayashiT,pushpalalGKD.Anewly-classofhighstrengthwaterandheatresistantpolymer-cementcompositesolidifiedbyanessentiallyanhydrousphenolresinprecursor[J].Cem.concr.Res,1995,25(6):1191-1198.KobayashiT,PushpalalGKD,HasegawaM.Apolymer-cementcompositewithhigherflexuralstrengthandimprovedwaterandthermalresistances[C].Europ.Pat.Appl.:0590948Al,1994-6-4.刘国权，杨大锋，翟金明，曾晶.高强玻璃纤维复合材料的性能及应用[J].纤维复合材料,2002,21(2):21-23.洪旭辉，华幼卿.玻璃纤维增强树脂基复合材料的介电特性[J].化工新型材料,2005(4):16-19.尹志娟，王丽雪，姜珊.玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料的低温性能研究[J]黑龙江工程学院学报,2010,24(1):50-52.曾光远,姬涛,邓文武.玻璃纤维复合材料应用解决方案[J].化工新型材料，2005,33(10):92-93.肖艳.玻璃纤维复合材料的应用模具制造[J].模具制造,2013(4):76-80.吴良义.航空航天先进复合材料现状[C].第十三次全国环氧树脂应用技术学术交流会论文集，中国，2009,117-133.邹宁宇，李新宁.我国玻璃纤维复合材料新时期的特点与对策[J].建材发展导向，2005(3):21-24.孔令美,郑威，高全喜,薛亚娟,王宝春,齐燕燕,王小兵.复合材料技术的军民融合[C].国防科技工业军民融合发展论坛论文集,中国，2013,1-5.冯健中，游长江，鲁光，许晋国，吴骏坚.不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的研究[J].广州化学,2006,31(3):45-56.BERGJ,JONESFR.Theroleofsizingresinscouplingagentsandtheirblendsontheformationoftheinterphaseinglassfibercomposites[J].Composites,1998,A29A,1261-1269.T.Czigany,J.Mater.Highdensitypolyethylene/ultrahighmolecularweightpolyethyleneblend.II.Effectofhydroxyapatiteonprocessing,thermal,andmechanicalproperties[J].Sei.Forum,2005,59一66.T.Czigany,K.Poloskei,J.KargerKoesis.Analysisoflowtemperatureimpactfracturedataofthermoplasticpolymersmakinguseofaninversemethodology[J].JofMat.Sei.2005,40:56宫平，王慧军，李华，金子明，钟蔚华，曲志敏.玻璃纤维复合材料抗弹性能的研究[J].高科技纤维与应用，2007,32(1):19-22.胡八一，刘仓理,胡海波，陈石勇，楼志华，刘宇.树脂基玻璃纤维复合材料爆炸容器的研制[J].压力容器,2005,22(6):10-13.CarbienerKE.Preliminary