在最近20年,世界建材工業(yè)新技術(shù)絕大部分是在上世紀幾大創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)或發(fā)展的,從總體上還未出現(xiàn)影響深遠和重大的技術(shù)創(chuàng)新,這些新技術(shù)包括降低熱耗、提高自動化程度、擴大生產(chǎn)規(guī)模、利用廢物、環(huán)境保護、產(chǎn)品深加工等方面,是對原有創(chuàng)新技術(shù)的完善和提高。下面將分別就國際有關(guān)產(chǎn)品加以介紹。
玻璃鋼/復合材料
一、 玻璃鋼/復合材料技術(shù)
玻璃鋼/復合材料技術(shù)當今的發(fā)展有兩大趨勢,一是大力開拓玻璃鋼/復合材料的應用范圍;二是不斷提高先進性能。目前開發(fā)應用的玻璃鋼/復合材料絕大多數(shù)是樹脂基玻璃鋼,其中以熱固性為主,應用范圍已逐漸從附屬件、次承力件到主承力結(jié)構(gòu)件。熱塑性基體玻璃鋼近年來已有較大的增長勢頭,年增長率大約為15%~20%。自上世紀70年代開始出現(xiàn)的先進復合材料主要應用在航空航天和尖端技術(shù)領(lǐng)域,雖然整體比例不大,但它代表著復合材料發(fā)展的前沿水平,年增長率為8%~20%。就整個玻璃鋼/復合材料領(lǐng)域來說,一些技術(shù)密集、高度自動化的成型工藝技術(shù),有較大的新發(fā)展,如拉擠、樹脂傳遞模塑料(RTM)、片狀模塑料(SMC)、聚丙烯玻璃纖維熱塑性沖壓片材(GMT)等,同時三維增強材料、復合材料成型工藝、復合材料的再生利用技術(shù)和破損修補技術(shù)等也隨著復合材料技術(shù)的不斷發(fā)展而逐漸完善。
熱塑性玻璃鋼/復合材料 近幾年,熱塑性玻璃鋼/復合材料已得到較快發(fā)展,主要由三方面原因決定:其一,原材料貨源充足,價格較低。其二,工藝性能好,熱塑性玻璃鋼/復合材料的成型工藝性能主要取決于基體樹脂。在成型過程中,基體樹脂只發(fā)生物理形態(tài)變化,而分子結(jié)構(gòu)保持不變,因此可多次重復加熱和變形。正因如此,熱塑性玻璃鋼/復合材料易于回收利用,這是熱塑性玻璃鋼/復合材料發(fā)展迅速的重要原因之一。其三,韌性較高,由于熱塑性聚合物的分子交聯(lián)不很緊密,在受到?jīng)_擊時,可通過分子的位移或振動消耗能量,從而避免發(fā)生裂紋或分層。以上優(yōu)點,將使熱塑性玻璃鋼/復合材料得到更廣泛應用。
玻璃鋼/復合材料的再利用問題 美國、日本有關(guān)廠家已對熱固性玻璃鋼/復合材料的廢料提出了兩種不同的處理方法:其一是機械粉碎法(美國),將玻璃鋼/復合材料廢料經(jīng)過速凍、粉碎、磨粉,將所得細粉做填料使用。實驗證明,在SMC樹脂混合物中加入10%~15%的玻璃鋼細粉做填料,制品性能不降低,還降低了制品比重。為開發(fā)玻璃鋼/復合材料回收技術(shù),人們一直在進行研究。SMC工藝生產(chǎn)的FRP制品能通過粉碎的方法成功的回收利用,粉碎產(chǎn)物作為填料再使用。玻璃鋼廢物(加SMC廢料)主要由無機材料組成,可以通過燒結(jié)處理回收。熱裂解和化學回收是另一個可供選擇的方法。如果"超臨界水處理系統(tǒng)"經(jīng)濟上可行,這種方法是值得重視的。"超臨界水處理系統(tǒng)"不僅能回收處理普通的FRP,而且能回收處理環(huán)氧、酚醛基體的復合材料。
國內(nèi)外玻璃鋼/復合材料工業(yè)對比
對比項 世界先進水平 中國水平
產(chǎn)量(萬噸) 美國:148,世界第一 44,居世界第三位
手糊/噴射工藝 美國:18%;日本:39% 75%
SMC/BMC工藝 美國:40%;日本:43% 6%
其它模壓工藝 德國:6.7%;日本:4% 1.5%
拉擠工藝 美國:2%;德國:2.1% 4%
纏繞工藝 美國:3%;日本:5% 13%
熱塑性注射 美國:20% 熱塑性玻璃鋼8萬噸
熱塑性復合 西歐:35% 熱塑性玻璃鋼8萬噸
產(chǎn)品品種 30000多種 2000多種
樹脂品種 日本:1800多種 500多種
原料供應 樹脂、玻纖、輔料、填料系列化,美國某公司玻纖織物就有600多種 只能滿足普通原料需求,缺少高質(zhì)量的直接無捻粗紗、短切氈、連續(xù)氈
發(fā)展熱點 熱塑性玻璃鋼,解決回收問題 拓寬玻璃鋼制品的應用范圍
二、玻璃鋼