㈠ 復合材料都包括哪些方面,哪方面比較好
概念
復合材料(Composite materials),是以一種材料為基體(Matrix),另一種材料為增強體(reinforcement)組合而成的材料。各種材料在性能上互相取長補短,產生協同效應,使復合材料的綜合性能優於原組成材料而滿足各種不同的要求。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬基體常用的有鋁、鎂、銅、鈦及其合金。非金屬基體主要有合成樹脂、橡膠、陶瓷、石墨、碳等。增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維、石棉纖維、晶須、金屬絲和硬質細粒等。
復合材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復合而成。20世紀40年代,因航空工業的需要,發展了玻璃纖維增強塑料(俗稱玻璃鋼),從此出現了復合材料這一名稱。50年代以後,陸續發展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強度和高模量纖維。70年代出現了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強度、高模量纖維能與合成樹脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復合,構成各具特色的復合材料。
[編輯本段]分類
復合材料按其組成分為金屬與金屬復合材料、非金屬與金屬復合材料、非金屬與非金屬復合材料。按其結構特點又分為:①纖維復合材料。將各種纖維增強體置於基體材料內復合而成。如纖維增強塑料、纖維增強金屬等。②夾層復合材料。由性質不同的表面材料和芯材組合而成。通常面材強度高、薄;芯材質輕、強度低,但具有一定剛度和厚度。分為實心夾層和蜂窩夾層兩種。③細粒復合材料。將硬質細粒均勻分布於基體中,如彌散強化合金、金屬陶瓷等。④混雜復合材料。由兩種或兩種以上增強相材料混雜於一種基體相材料中構成。與普通單增強相復合材料比,其沖擊強度、疲勞強度和斷裂韌性顯著提高,並具有特殊的熱膨脹性能。分為層內混雜、層間混雜、夾芯混雜、層內/層間混雜和超混雜復合材料。
60年代,為滿足航空航天等尖端技術所用材料的需要,先後研製和生產了以高性能纖維(如碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、碳化硅纖維等)為增強材料的復合材料,其比強度大於4×106厘米(cm),比模量大於4×108cm。為了與第一代玻璃纖維增強樹脂復合材料相區別,將這種復合材料稱為先進復合材料。按基體材料不同,先進復合材料分為樹脂基、金屬基和陶瓷基復合材料。其使用溫度分別達250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先進復合材料除作為結構材料外,還可用作功能材料,如梯度復合材料(材料的化學和結晶學組成、結構、空隙等在空間連續梯變的功能復合材料)、機敏復合材料(具有感覺、處理和執行功能,能適應環境變化的功能復合材料)、仿生復合材料、隱身復合材料等。
[編輯本段]性能
復合材料中以纖維增強材料應用最廣、用量最大。其特點是比重小、比強度和比模量大。例如碳纖維與環氧樹脂復合的材料,其比強度和比模量均比鋼和鋁合金大數倍,還具有優良的化學穩定性、減摩耐磨、自潤滑、耐熱、耐疲勞、耐蠕變、消聲、電絕緣等性能。石墨纖維與樹脂復合可得到膨脹系數幾乎等於零的材料。纖維增強材料的另一個特點是各向異性,因此可按製件不同部位的強度要求設計纖維的排列。以碳纖維和碳化硅纖維增強的鋁基復合材料,在500℃時仍能保持足夠的強度和模量。碳化硅纖維與鈦復合,不但鈦的耐熱性提高,且耐磨損,可用作發動機風扇葉片。碳化硅纖維與陶瓷復合,使用溫度可達1500℃,比超合金渦輪葉片的使用溫度(1100℃)高得多。碳纖維增強碳、石墨纖維增強碳或石墨纖維增強石墨,構成耐燒蝕材料,已用於航天器、火箭導彈和原子能反應堆中。非金屬基復合材料由於密度小,用於汽車和飛機可減輕重量、提高速度、節約能源。用碳纖維和玻璃纖維混合製成的復合材料片彈簧,其剛度和承載能力與重量大5倍多的鋼片彈簧相當。
[編輯本段]成型方法
復合材料的成型方法按基體材料不同各異。樹脂基復合材料的成型方法較多,有手糊成型、噴射成型、纖維纏繞成型、模壓成型、拉擠成型、RTM成型、熱壓罐成型、隔膜成型、遷移成型、反應注射成型、軟膜膨脹成型、沖壓成型等。金屬基復合材料成型方法分為固相成型法和液相成型法。前者是在低於基體熔點溫度下,通過施加壓力實現成型,包括擴散焊接、粉末冶金、熱軋、熱拔、熱等靜壓和爆炸焊接等。後者是將基體熔化後,充填到增強體材料中,包括傳統鑄造、真空吸鑄、真空反壓鑄造、擠壓鑄造及噴鑄等、陶瓷基復合材料的成型方法主要有固相燒結、化學氣相浸滲成型、化學氣相沉積成型等。
[編輯本段]應用
復合材料的主要應用領域有:①航空航天領域。由於復合材料熱穩定性好,比強度、比剛度高,可用於製造飛機機翼和前機身、衛星天線及其支撐結構、太陽能電池翼和外殼、大型運載火箭的殼體、發動機殼體、太空梭結構件等。②汽車工業。由於復合材料具有特殊的振動阻尼特性,可減振和降低雜訊、抗疲勞性能好,損傷後易修理,便於整體成形,故可用於製造汽車車身、受力構件、傳動軸、發動機架及其內部構件。③化工、紡織和機械製造領域。有良好耐蝕性的碳纖維與樹脂基體復合而成的材料,可用於製造化工設備、紡織機、造紙機、復印機、高速機床、精密儀器等。④醫學領域。碳纖維復合材料具有優異的力學性能和不吸收X射線特性,可用於製造醫用X光機和矯形支架等。碳纖維復合材料還具有生物組織相容性和血液相容性,生物環境下穩定性好,也用作生物醫學材料。此外,復合材料還用於製造體育運動器件和用作建築材料等。
復合材料的發展和應用
復合材料是指由兩種或兩種以上不同物質以不同方式組合而成的材料,它可以發揮各種材料的優點,克服單一材料的缺陷,擴大材料的應用范圍。由於復合材料具有重量輕、強度高、加工成型方便、彈性優良、耐化學腐蝕和耐候性好等特點,已逐步取代木材及金屬合金,廣泛應用於航空航天、汽車、電子電氣、建築、健身器材等領域,在近幾年更是得到了飛速發展。
隨著科技的發展,樹脂與玻璃纖維在技術上不斷進步,生產廠家的製造能力普遍提高,使得玻纖增強復合材料的價格成本已被許多行業接受,但玻纖增強復合材料的強度尚不足以和金屬匹敵。因此,碳纖維、硼纖維等增強復合材料相繼問世,使高分子復合材料家族更加完備,已經成為眾多產業的必備材料。目前全世界復合材料的年產量已達550多萬噸,年產值達1300億美元以上,若將歐、美的軍事航空航天的高價值產品計入,其產值將更為驚人。從全球范圍看,世界復合材料的生產主要集中在歐美和東亞地區。近幾年歐美復合材料產需均持續增長,而亞洲的日本則因經濟不景氣,發展較為緩慢,但中國尤其是中國內地的市場發展迅速。據世界主要復合材料生產商PPG公司統計,2000年歐洲的復合材料全球佔有率約為32%,年產量約200萬噸。與此同時,美國復合材料在20世紀90年代年均增長率約為美國GDP增長率的2倍,達到4%~6%。2000年,美國復合材料的年產量達170萬噸左右。特別是汽車用復合材料的迅速增加使得美國汽車在全球市場上重新崛起。亞洲近幾年復合材料的發展情況與政治經濟的整體變化密切相關,各國的佔有率變化很大。總體而言,亞洲的復合材料仍將繼續增長,2000年的總產量約為145萬噸,預計2005年總產量將達180萬噸。
從應用上看,復合材料在美國和歐洲主要用於航空航天、汽車等行業。2000年美國汽車零件的復合材料用量達14.8萬噸,歐洲汽車復合材料用量到2003年估計可達10.5萬噸。而在日本,復合材料主要用於住宅建設,如衛浴設備等,此類產品在2000年的用量達7.5萬噸,汽車等領域的用量僅為2.4萬噸。不過從全球范圍看,汽車工業是復合材料最大的用戶,今後發展潛力仍十分巨大,目前還有許多新技術正在開發中。例如,為降低發動機雜訊,增加轎車的舒適性,正著力開發兩層冷軋板間粘附熱塑性樹脂的減振鋼板;為滿足發動機向高速、增壓、高負荷方向發展的要求,發動機活塞、連桿、軸瓦已開始應用金屬基復合材料。為滿足汽車輕量化要求,必將會有越來越多的新型復合材料將被應用到汽車製造業中。與此同時,隨著近年來人們對環保問題的日益重視,高分子復合材料取代木材方面的應用也得到了進一步推廣。例如,用植物纖維與廢塑料加工而成的復合材料,在北美已被大量用作托盤和包裝箱,用以替代木製產品;而可降解復合材料也成為國內外開發研究的重點。
另外,納米技術逐漸引起人們的關注,納米復合材料的研究開發也成為新的熱點。以納米改性塑料,可使塑料的聚集態及結晶形態發生改變,從而使之具有新的性能,在克服傳統材料剛性與韌性難以相容的矛盾的同時,大大提高了材料的綜合性能。
樹脂基復合材料的增強材料
樹脂基復合材料採用的增強材料主要有玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等。
1、玻璃纖維
目前用於高性能復合材料的玻璃纖維主要有高強度玻璃纖維、石英玻璃纖維和高硅氧玻璃纖維等。由於高強度玻璃纖維性價比較高,因此增長率也比較快,年增長率達到10%以上。高強度玻璃纖維復合材料不僅應用在軍用方面,近年來民用產品也有廣泛應用,如防彈頭盔、防彈服、直升飛機機翼、預警機雷達罩、各種高壓壓力容器、民用飛機直板、體育用品、各類耐高溫製品以及近期報道的性能優異的輪胎簾子線等。石英玻璃纖維及高硅氧玻璃纖維屬於耐高溫的玻璃纖維,是比較理想的耐熱防火材料,用其增強酚醛樹脂可製成各種結構的耐高溫、耐燒蝕的復合材料部件,大量應用於火箭、導彈的防熱材料。迄今為止,我國已經實用化的高性能樹脂基復合材料用的碳纖維、芳綸纖維、高強度玻璃纖維三大增強纖維中,只有高強度玻璃纖維已達到國際先進水平,且擁有自主知識產權,形成了小規模的產業,現階段年產可達500噸。
2、碳纖維
碳纖維具有強度高、模量高、耐高溫、導電等一系列性能,首先在航空航天領域得到廣泛應用,近年來在運動器具和體育用品方面也廣泛採用。據預測,土木建築、交通運輸、汽車、能源等領域將會大規模採用工業級碳纖維。1997~2000年間,宇航用碳纖維的年增長率估計為31%,而工業用碳纖維的年增長率估計會達到130%。我國的碳纖維總體水平還比較低,相當於國外七十年代中、末期水平,與國外差距達20年左右。國產碳纖維的主要問題是性能不太穩定且離散系數大、無高性能碳纖維、品種單一、規格不全、連續長度不夠、未經表面處理、價格偏高等。
3、芳綸纖維
20世紀80年代以來,荷蘭、日本、前蘇聯也先後開展了芳綸纖維的研製開發工作。日本及俄羅斯的芳綸纖維已投入市場,年增長速度也達到20%左右。芳綸纖維比強度、比模量較高,因此被廣泛應用於航空航天領域的高性能復合材料零部件(如火箭發動機殼體、飛機發動機艙、整流罩、方向舵等)、艦船(如航空母艦、核潛艇、遊艇、救生艇等)、汽車(如輪胎簾子線、高壓軟管、摩擦材料、高壓氣瓶等)以及耐熱運輸帶、體育運動器材等。
4、超高分子量聚乙烯纖維
超高分子量聚乙烯纖維的比強度在各種纖維中位居第一,尤其是它的抗化學試劑侵蝕性能和抗老化性能優良。它還具有優良的高頻聲納透過性和耐海水腐蝕性,許多國家已用它來製造艦艇的高頻聲納導流罩,大大提高了艦艇的探雷、掃雷能力。除在軍事領域,在汽車製造、船舶製造、醫療器械、體育運動器材等領域超高分子量聚乙烯纖維也有廣闊的應用前景。該纖維一經問世就引起了世界發達國家的極大興趣和重視。
5、熱固性樹脂基復合材料
熱固性樹脂基復合材料是指以熱固性樹脂如不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、乙烯基酯樹脂等為基體,以玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維等為增強材料製成的復合材料。環氧樹脂的特點是具有優良的化學穩定性、電絕緣性、耐腐蝕性、良好的粘接性能和較高的機械強度,廣泛應用於化工、輕工、機械、電子、水利、交通、汽車、家電和宇航等各個領域。1993年世界環氧樹脂生產能力為130萬噸,1996年遞增到143萬噸,1997年為148萬噸,1999年150萬噸,2003年達到180萬噸左右。我國從1975年開始研究環氧樹脂,據不完全統計,目前我國環氧樹脂生產企業約有170多家,總生產能力為50多萬噸,設備利用率為80%左右。酚醛樹脂具有耐熱性、耐磨擦性、機械強度高、電絕緣性優異、低發煙性和耐酸性優異等特點,因而在復合材料產業的各個領域得到廣泛的應用。1997年全球酚醛樹脂的產量為300萬噸,其中美國為164萬噸。我國的產量為18萬噸,進口4萬噸。乙烯基酯樹脂是20世紀60年代發展起來的一類新型熱固性樹脂,其特點是耐腐蝕性好,耐溶劑性好,機械強度高,延伸率大,與金屬、塑料、混凝土等材料的粘結性能好,耐疲勞性能好,電性能佳,耐熱老化,固化收縮率低,可常溫固化也可加熱固化。南京金陵帝斯曼樹脂有限公司引進荷蘭Atlac系列強耐腐蝕性乙烯基酯樹脂,已廣泛用於貯罐、容器、管道等,有的品種還能用於防水和熱壓成型。南京聚隆復合材料有限公司、上海新華樹脂廠、南通明佳聚合物有限公司等廠家也生產乙烯基酯樹脂。
1971年以前我國的熱固性樹脂基復合材料工業主要是軍工產品,70年代後開始轉向民用。從1987年起,各地大量引進國外先進技術如池窯拉絲、短切氈、表面氈生產線及各種牌號的聚酯樹脂(美、德、荷、英、意、日)和環氧樹脂(日、德)生產技術;在成型工藝方面,引進了纏繞管、罐生產線、拉擠工藝生產線、SMC生產線、連續制板機組、樹脂傳遞模塑(RTM)成型機、噴射成型技術、樹脂注射成型技術及漁竿生產線等,形成了從研究、設計、生產及原材料配套的完整的工業體系,截止2000年底,我國熱固性樹脂基復合材料生產企業達3000多家,已有51家通過ISO9000質量體系認證,產品品種3000多種,總產量達73萬噸/年,居世界第二位。產品主要用於建築、防腐、輕工、交通運輸、造船等工業領域。在建築方面,有內外牆板、透明瓦、冷卻塔、空調罩、風機、玻璃鋼水箱、衛生潔具、凈化槽等;在石油化工方面,主要用於管道及貯罐;在交通運輸方面,汽車上主要有車身、引擎蓋、保險杠等配件,火車上有車廂板、門窗、座椅等,船艇方面主要有氣墊船、救生艇、偵察艇、漁船等;在機械及電器領域如屋頂風機、軸流風機、電纜橋架、絕緣棒、集成電路板等產品都具有相當的規模;在航空航天及軍事領域,輕型飛機、尾翼、衛星天線、火箭噴管、防彈板、防彈衣、魚雷等都取得了重大突破。
熱塑性樹脂基復合材料
熱塑性樹脂基復合材料是20世紀80年代發展起來的,主要有長纖維增強粒料(LFP)、連續纖維增強預浸帶(MITT)和玻璃纖維氈增強型熱塑性復合材料(GMT)。根據使用要求不同,樹脂基體主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等熱塑性工程塑料,纖維種類包括玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維和硼纖維等一切可能的纖維品種。隨著熱塑性樹脂基復合材料技術的不斷成熟以及可回收利用的優勢,該品種的復合材料發展較快,歐美發達國家熱塑性樹脂基復合材料已經佔到樹脂基復合材料總量的30%以上。
高性能熱塑性樹脂基復合材料以注射件居多,基體以PP、PA為主。產品有管件(彎頭、三通、法蘭)、閥門、葉輪、軸承、電器及汽車零件、擠出成型管道、GMT模壓製品(如吉普車座椅支架)、汽車踏板、座椅等。玻璃纖維增強聚丙烯在汽車中的應用包括通風和供暖系統、空氣過濾器外殼、變速箱蓋、座椅架、擋泥板墊片、傳動皮帶保護罩等。
滑石粉填充的PP具有高剛性、高強度、極好的耐熱老化性能及耐寒性。滑石粉增強PP在車內裝飾方面有著重要的應用,如用作通風系統零部件,儀表盤和自動剎車控制杠等,例如美國HPM公司用20%滑石粉填充PP製成的蜂窩狀結構的吸音天花板和轎車的搖窗升降器卷繩筒外殼。
雲母復合材料具有高剛性、高熱變形溫度、低收縮率、低撓曲性、尺寸穩定以及低密度、低價格等特點,利用雲母/聚丙烯復合材料可製作汽車儀表盤、前燈保護圈、擋板罩、車門護欄、電機風扇、百葉窗等部件,利用該材料的阻尼性可製作音響零件,利用其屏蔽性可製作蓄電池箱等。
我國的熱塑性樹脂基復合材料的研究開始於20世紀80年代末期,近十年來取得了快速發展,2000年產量達到12萬噸,約占樹脂基復合材料總產量的17%,,所用的基體材料仍以PP、PA為主,增強材料以玻璃纖維為主,少量為碳纖維,在熱塑性復合材料方面未能有重大突破,與發達國家尚有差距。
我國復合材料的發展潛力和熱點
我國復合材料發展潛力很大,但須處理好以下熱點問題。
1、復合材料創新
復合材料創新包括復合材料的技術發展、復合材料的工藝發展、復合材料的產品發展和復合材料的應用,具體要抓住樹脂基體發展創新、增強材料發展創新、生產工藝發展創新和產品應用發展創新。到2007年,亞洲佔世界復合材料總銷售量的比例將從18%增加到25%,目前亞洲人均消費量僅為0.29kg,而美國為6.8kg,亞洲地區具有極大的增長潛力。
2、聚丙烯腈基纖維發展
我國碳纖維工業發展緩慢,從CF發展回顧、特點、國內碳纖維發展過程、中國PAN基CF市場概況、特點、「十五」科技攻關情況看,發展聚丙烯腈基纖維既有需要也有可能。
3、玻璃纖維結構調整
我國玻璃纖維70%以上用於增強基材,在國際市場上具有成本優勢,但在品種規格和質量上與先進國家尚有差距,必須改進和發展紗類、機織物、無紡氈、編織物、縫編織物、復合氈,推進玻纖與玻鋼兩行業密切合作,促進玻璃纖維增強材料的新發展。
4、開發能源、交通用復合材料市場
一是清潔、可再生能源用復合材料,包括風力發電用復合材料、煙氣脫硫裝置用復合材料、輸變電設備用復合材料和天然氣、氫氣高壓容器;二是汽車、城市軌道交通用復合材料,包括汽車車身、構架和車體外覆蓋件,軌道交通車體、車門、座椅、電纜槽、電纜架、格柵、電器箱等;三是民航客機用復合材料,主要為碳纖維復合材料。熱塑性復合材料約佔10%,主要產品為機翼部件、垂直尾翼、機頭罩等。我國未來20年間需新增支線飛機661架,將形成民航客機的大產業,復合材料可建成新產業與之相配套;四是船艇用復合材料,主要為遊艇和漁船,遊艇作為高級娛樂耐用消費品在歐美有很大市場,由於我國魚類資源的減少、漁船雖發展緩慢,但復合材料特有的優點仍有發展的空間。
5、纖維復合材料基礎設施應用
國內外復合材料在橋梁、房屋、道路中的基礎應用廣泛,與傳統材料相比有很多優點,特別是在橋樑上和在房屋補強、隧道工程以及大型儲倉修補和加固中市場廣闊。
6、復合材料綜合處理與再生
重點發展物理回收(粉碎回收)、化學回收(熱裂解)和能量回收,加強技術路線、綜合處理技術研究,示範生產線建設,再生利用研究,大力拓展再生利用材料在石膏中的應用、在拉擠製品中的應用以及在SMC/BMC模壓製品中的應用和典型產品中的應用。
21世紀的高性能樹脂基復合材料技術是賦予復合材料自修復性、自分解性、自診斷性、自製功能等為一體的智能化材料。以開發高剛度、高強度、高濕熱環境下使用的復合材料為重點,構築材料、成型加工、設計、檢查一體化的材料系統。組織系統上將是聯盟和集團化,這將更充分的利用各方面的資源(技術資源、物質資源),緊密聯系各方面的優勢,以推動復合材料工業的進一步發展。
㈡ 酚醛樹脂的發展歷史
1872年,德國化學家拜耳(A. Baeyer)首先發現酚和醛在酸的存在下可以縮合得到無定形棕紅色的不可處理的樹枝狀產物,但未開展研究。
1902年,布盧默(L. Blumer)用酒石酸135份作催化劑,得到了第一個商業化酚醛樹脂,命名為Laccain,但沒有形成工業化規模。
1905~1907年,酚醛樹脂創始人美國科學家巴克蘭(Baekeland)對酚醛樹脂進行了系統而廣泛的研究,於1909年提出了關於酚醛樹脂「加壓、加熱」固化的專利,實現了酚醛樹脂的實用化,有人提議將此年定為酚醛樹脂元年(或合成高分子元年)。
1907年,巴克蘭申請了關於酚醛樹脂「加壓、加熱」』固化的專利。並於1910年10月10日成立Bakelite公司,分布在許多國家[1939年附屬於聯碳(UC)公司],他們先後申請了400多個專利,預見到除酚醛樹脂作燒蝕材料以外的主要應用,解決了酚醛樹脂應用的關鍵問題。巴克蘭還成功地獲得了施加高壓使酚醛預聚物固化的技術,他明確指出,酚醛樹脂是否具有熱塑性取決於苯酚與甲醛的用量比和所用催化劑類型,在鹼性催化劑存在下即使苯酚過量一些,生成物也是熱固性樹脂,受熱後能夠轉變為不溶不熔樹脂。
1911年,艾爾斯沃思(Aylesworth)發現用六次甲基四胺可以使酚醛樹脂固化,轉變為不溶不熔狀態,使其具有較高電絕緣性等應用特性。酚醛樹脂因此開始用於電絕緣製品。
1912~1913年,俄國科學家彼得洛夫、塔拉索夫等研究了在石油磺酸和芳香族磺酸存在下的酚與醛的反應,並發明了將其注塑成型製取酚醛樹脂注塑製品的方法。
1913年,德國科學家阿爾貝特發明了松香改性酚醛樹脂,這種樹脂適合製作油漆塗料,這一發明為酚醛樹脂在塗料領域的應用鋪展了成功之路。
1914年,日本引進巴克蘭技術在東京開始生產酚醛樹脂,開創了亞洲先河。
1923年,美國投產苯酚糠醛模塑粉。
1930年,酚醛泡沫塑料在美國投產。
1937年,開發了增塑的醚化的酚醛樹脂並用於油漆塗料。
1945年,高鄰位酚醛樹脂及其快速成型模壓粉在美國工業化生產。
1946年,美國投產丁腈橡膠改性酚醛樹脂及其模塑粉。
1949年,苯胺改性酚醛模塑粉商品面市。
㈢ 酚醛樹脂的未來發展
新酚醛樹脂抄為高分子化合物,是由苯酚和芳烷基醚通過縮合反應而產生的。新酚醛樹脂具有良好力學性能、耐熱性能,廣泛應用於金剛石製品、砂輪片製造等行業.新酚醛樹脂粘結力強,化學穩定性好,耐熱性高,硬化時收縮小,製品尺寸穩定。粘結強度比酚醛樹脂提高20%以上,耐熱性提高100℃以上。新酚醛樹脂製品可在250℃下長期使用,製品耐濕耐鹼。
新酚醛樹脂可做為金剛石砂輪的結合劑,使用方法為: 新酚醛樹脂與酚醛樹脂按1 :3混合使用,不僅提高了酚醛樹脂的強度,還提高了耐熱性和磨削比。如單獨使用新酚醛樹脂,砂輪的壽命是酚醛樹脂8倍,在生產工藝上比酚醛樹脂製品強度高出約30%,磨削效果也有提高。
㈣ 苯酚有什麼作用
苯酚
苯酚俗名石炭酸,分子式C6H5OH,比重1.071,熔點42~43℃,沸點182℃,燃點79℃。無色結晶或結晶熔塊,具有特殊氣味。置露空氣中或日光下逐漸變成粉紅色至紅色,在潮濕空氣中,吸濕後,由結晶變成液體。有特臭,有毒,有強腐蝕性。室溫微溶於水,能溶於苯及鹼性溶液,易溶於乙醇、乙醚、氯仿、甘油等有機溶劑中,難溶於石油醚。常用於測定硝酸鹽、亞硝酸鹽及作有機合成原料等。
苯酚工業生產以異丙苯法為主,該法具有產品純度高、原料和能源消耗低等優點,但其發展受聯產物丙酮的制約。近年來,人們開始研究苯直接羥基化(也稱氧化)制苯酚的方法,其中有些成果已顯示出工業化前景。目前研究的氧化劑類型主要有N2O、H2O2、O2/H2等。
苯酚主要用於生產酚醛樹脂、己內醯胺、雙酚A、己二酸、苯胺、烷基酚、水楊酸等,此外還可用作溶劑、試劑和消毒劑等,在合成纖維、合成橡膠、塑料、醫葯、農葯、香料、染料以及塗料等方面具有廣泛的應用。
世界苯酚生產與消費現狀
自1923年世界上採用苯磺化法首次生產苯酚以來,世界苯酚的生產發展很快。2003年世界苯酚的總生產能力約為805.3萬噸,2004年增加到約865.6萬噸,比2003年增長約7.5%。Ineos苯酚公司是目前世界上最大的苯酚生產廠商,生產能力約佔世界苯酚總生產能力的18%。預計2005年世界苯酚的總生產能力將達到955.3萬噸。
2003年,世界苯酚的總消費量約為735萬噸,2004年總消費量增加到約748萬噸,同比增長約1.8%。世界各個地區對苯酚的需求有所不同,其中美國的需求量約占總需求量的26.8%,歐洲的需求量約占總需求量的28.3%,日本的需求量約占總需求量的11%,亞洲(不包括日本)的需求量約占總需求量的20.1%,其他地區的需求量約占總需求量13.7%。
我國苯酚的產量不能滿足國內實際生產的需求,每年都得大量進口,且進口量呈不斷增加的趨勢。2003年進口量達到32.27萬噸,比2002年增長48.4%。2004年由於我國對苯酚進口進行了反傾銷,進口量減少到28.12萬噸。
為了滿足日益增長的需求,國內許多苯酚生產廠家都紛紛擴建或新建生產裝置。藍星化工材料公司計劃新建兩套分別為6.2萬噸/年和12.4萬噸/年苯酚生產裝置,2005年、2006年相繼建成投產。香港建滔擬在常州新建一套12.4萬噸/年苯酚生產裝置。燕山石化擬將現有苯酚生產能力擴大到24.0萬噸/年。沈陽化工集團公司擬新建一套12.4萬噸/年苯酚生產裝置。若這些項目能夠按計劃完成,預計到2006年,我國苯酚的總生產能力將達到100萬噸。
近幾年,我國苯酚的需求增長速度較快。2004年我國苯酚的表觀消費量為61.96萬噸,1999-2004年表觀消費量的年均增長率為17.3%。目前,我國苯酚主要用於生產酚醛樹脂、雙酚A、水楊酸以及壬基酚等。2004年我國苯酚的消費結構為:酚醛樹脂對苯酚的消費量占總消費量的29.0%,雙酚A佔31.1%,水楊酸佔10.5%,壬基酚佔8.1%,其他方面佔21.3%。
預計在今後幾年中,雙酚A將成為我國苯酚下游產品中重點發展的品種之一,目前有許多公司准備新建或擴建雙酚A生產裝置。2005年,我國雙酚A的需求量達到35萬噸,對苯酚的需求量將達到30萬噸。
酚醛樹脂是目前我國苯酚最主要的消費領域,隨著新材料的發展,其部分用途將逐漸被其他材料所取代,因此在今後苯酚消費中所佔的比例將會逐漸下降。2005年我國酚醛樹脂對苯酚的需求量約為17.5萬噸。
水楊酸主要用於生產阿司匹林。目前我國水楊酸的總生產能力約為5萬噸/年,2004年對苯酚的需求量約為6.5萬噸,2005年對苯酚的需求量將達到約7萬噸。預計未來幾年我國水楊酸對苯酚的需求量將以年均約11%的速度增長。
壬基酚主要用作非離子表面活性劑,目前我國總生產能力約為3萬噸/年,產量約為1.6萬噸/年,2004年對苯酚的需求量約為5萬噸。隨著我國日用化工和合成材料工業等的快速發展,加上國內壬基酚合成技術日益完善以及下游系列產品的不斷開發,壬基酚的消費量將保持較高的增長勢頭,2005年我國壬基酚對苯酚的需求量達到5.5萬噸。
㈤ 什麼是酚醛樹脂 酚醛樹脂有哪些用途
市面上酚醛樹脂的需求是非常大的,在我們日常當中接觸到的很多產品,都是用酚醛樹脂加工而成的,例如:開關插頭、插座等。那麼,今天我就和大家詳細說說,什麼是 酚醛樹脂 ?酚醛樹脂具有哪些用途?
酚醛樹脂是什麼
很多人把酚醛樹脂稱為電木或者是電木粉。市面上看到的,大部分是無色或黃褐色的透明物為主,但是現在根據不斷創興也能看到一些紅、綠、棕、藍、黃、黑等顏色。酚醛樹脂有粉末狀、顆粒狀等,當弱鹼和耐弱酸遇強酸便會發生分解,而遇強鹼會發生腐蝕。這種物質不溶於水,但是非常容易溶入於丙酮或是酒精等液體中。
酚醛樹脂的用途
1、酚醛膠:固性酚醛樹脂也是酚醛膠的重要原料之一。如果是單一的酚醛樹脂膠的質地是比較脆的,主要是用在建材板材的膠合板和精鑄砂型的粘結用的。並且以 其他 高聚物改良後的酚醛樹脂為基礎原料的膠粘劑使用,因此在結構膠中佔有非常重要的地位。
2、酚醛纖維:主要是以熱塑性線型的酚醛樹脂為基本原料,通過熔融紡絲後再浸泡在鹽酸及聚甲醛的水溶液中,從而起到固化的作用,更好的得到甲醛交聯的體型結構纖維產品。
3、防腐蝕材料:防腐蝕領域中也有熱固性酚醛樹脂的成分,常見的幾種形式例如有:酚醛樹脂玻璃鋼,酚醛樹脂塗料,酚醛樹脂膠泥,酚醛-環氧樹脂復合玻璃鋼,砂漿,酚醛樹脂浸漬、壓型石墨製品。
4、隔熱保溫材料:主要是以酚醛樹脂的發泡材料為主,而酚醛泡沫產品的特點就是保溫、防火、質輕、隔熱、作為絕熱、節能、防火的新材料。可廣泛的用在中央 空調 系統、輕質保溫彩鋼板、化工管道的保溫材料、房屋隔熱降能保溫、車船等場所的保溫領域。
5、壓塑粉:壓塑粉是生產酚醛樹脂的主要用途之一,壓塑粉可採用傳遞模塑、模壓和注射成型法製成各種塑料製品。熱塑性酚醛樹脂壓塑粉大部分用來製造插座、插頭、開關等電氣零件和生活當中的一些日用品,還有一些工業製造品。
我結語:以上,關於 酚醛樹脂 介紹及酚醛樹脂用途的相關內容,我就介紹到這了。相信大家了解過以上內容以後,對於酚醛樹脂有了更多的了解。它的使用性能廣泛,市場需求量大,感興趣的朋友可以多方面了解哦!
㈥ 請問酚醛樹脂都是用在哪些領域,它的利潤空間到底有多大
我國酚醛樹脂產業發展迅速,其主要原因是:1.酚醛樹脂生產新技術的引進;2.苯酚和甲醛等原料充足;3.以大型木材加工基地生產線和絕緣耐火材料生產線、復合材料、泡沫塑料等為代表的生產迅速發展。
我國在1989年以前,酚醛樹脂僅僅是作為酚醛塑料生產的原料,由於後來國民經濟的發展及各種應用技術的成熟,酚醛樹脂的應用進入了其它工業領域,主要是木材加工、塗料、研磨摩擦材料、絕緣耐火材料、石油鑽井、鑄造材料、復合材料、玻璃鋼、泡沫塑料等方面。目前雖然酚醛塑料對酚醛樹脂的需求仍占首位,但其消費比例已由1996年的38%,下降到2004年的34%,而其它用途的需求量逐漸增加。表6表明了2004年我國酚醛樹脂樹脂的需求結構。
表6 2004年我國酚醛樹脂樹脂的需求結構(見圖1)
需求領域
比例(%)
1. 酚醛塑料
2. 木材加工,層壓板
3. 塗料
4. 研磨摩擦材料
5. 絕緣耐火材料
6. 石油鑽井
7. 鑄造材料
8. 其它
34
16
5
8
15
7
8
7
總計
100
2004年中國酚醛模塑料消費量為28萬噸,其中國內生產20萬噸左右(消費苯酚9萬噸左右),其中30%為注塑料,需進口酚醛模塑料8萬噸左右,主要是高性能(高機械強度、電氣性能優良等各種規格)注射型材料。主要從中國台灣長春塑膠公司、美國Plenco公司、比利時Vyncolit公司、德國Bakelite公司、德國Raschig公司、日本住友、日本松下等公司進口。
隨著近年來市場開發的深入要求,酚醛樹脂在酚醛塑料以外的其它行業的需求也已顯示出良好的發展趨勢。酚醛樹脂因其獨特的性能價格比,至今仍在熱固性材料中獨占鰲頭。主要表現在以下方面:
1. 汽車、電子、建築、冶金、鑄造等行業對工業用酚醛樹脂的需求明顯增加;
2. 鑄造業的砂型材料、冶金業的耐火材料、石油鑽采業的固砂材料、電子工業的塑封材料等均顯示出對酚醛樹脂的特殊要求;
3. 部分行業的產品結構由此得到改善,如鑄造業的型砂粘接劑,自我國大量改用酚醛樹脂後,明顯改善了鑄造製件成型和提高了鑄件品質,有良好的效果。目前,鑄造用酚醛樹脂的需求量正在以每年15%的速度增長。
4. 新型酚醛樹脂及其復合材料和酚醛泡沫塑料的發展前景看好。
如果苯酚價格和供應趨勢平衡合理,預計2005年我國酚醛樹脂的市場需求量將達到22萬噸(可消費苯酚20萬噸左右)。2010年市場需求量將達到35萬噸。
㈦ 樹脂價格突破每噸4萬元,為什麼樹脂的價格這么貴
17年下半年,中國環氧樹脂市場經歷了大幅上漲。2018年上半年,環氧樹脂市場先跌後漲.5月和6月,兩種原料均呈上升趨勢,樹脂價格繼續上漲。
一般材料價格上漲都是造成成品的價格上漲,所以它的加工原料需要的成本費用高,技術復雜度高,那麼它的價格就相應的會偏貴,樹脂需要的工藝和它的原材料都是要成本的,隨著物價的上漲導致的樹脂價格也上漲了。
㈧ 酚醛的行業狀況
1986年,我國酚醛樹脂及塑料的生產廠家在原化工部的指導下成立了全國酚醛樹脂及塑料行業協作組(以下簡稱協作組)。協作組在原化工部行業指導司和全國合成樹脂與塑料工業信息總站的具體指導下,情報、信息、標准、統計、技術交流等各項工作開展順利,直到1997年山東濟南會議。在我國由計劃經濟向市場經濟轉變過程中,原有的主要為國有和集體性質的老企業忙於轉制等工作,而以民營和外資為主的新企業不斷涌現,協作組於濟南會議後基本停止了工作,本行業的期刊《酚醛通訊》也停刊了。因此,要分析研究近幾年國內酚醛塑料的進展動態,特別是生產經營方向的動態,是比較困難的,可查到的離目前最近的有關國內生產經營方面的文獻[1]是1998年的。
華東地區,尤其是產量較大的廠家集中在江蘇、浙江、福建、上海四省市。據不完全估計,2001年國內40個廠家的酚醛塑料的產量為180kt左右,其中注塑料佔30%左右;2002年的產量基本與2001年持平。根據海關統計,2001年國內出口酚醛樹脂及塑料19.631kt,創匯1552萬美元;而進口79.542 kt,用匯9640萬美元。如果計算一下平均每噸單價,出口產品為791美元/t,進口產品為1212美元/t。可以看出,高性能酚醛樹脂及塑料在國內的需求量,而出口產品大多是通用級的酚醛樹脂及塑料。
㈨ 酚醛樹脂保溫板的酚醛泡沫樹脂保溫板的應用形式
1、雙面復合鋁箔
2、單面彩鋼單面鋁箔
3、單面鍍鋅板單面鋁箔
4、表面復合其他材料可由客戶選定(鋁板、牛皮紙等等)
90年代以來酚醛泡沫材料得到很大發展,首先受到英美軍方的重視,用之於航天航空、國防軍工領域,後又被應用於民用飛機、船舶、車站、油井等防火要求嚴格的場所,並逐步推向高層建築、醫院、體育設施等領域。
近年來,我國因保溫材料引發的火災時有所聞,且頻率和人員財產的巨大損失觸目驚心。縱觀保溫市場,目前普遍使用的保溫材料主要有聚苯板、擠塑聚苯板、聚氨脂泡沫等。
這些保溫材料存在的最大問題,是防火性能差,即使是電焊產生的火星,也能使這些保溫材料起火。這些保溫材料燃燒時,產生融滴物和大量有毒煙霧,不僅造成巨大的環境污染,給火災的救援工作帶來極大的不便,而且危及住戶和消防員的生命安全。
為此,2009年9月25日,公安部、住房和城鄉建設部聯合制定了《民用建築外保溫系統及外牆裝飾防火暫行規定》,該文規定:民用建築高度大於等於100米、其它民用建築大於等於50米、幕牆式建築高於24米時,保溫材料的燃燒性能應為A級; 小於上述高度時,應設立防火隔離帶。這給國內的酚醛生產廠家帶來巨大的市場。
目前國內已經投產或在建的酚醛泡沫生產廠家已有十幾家。比較早的生產廠家在市場上出現供不應求的情況,但目前酚醛生產廠家生產出的產品良莠不齊,價格相差很大。酚醛保溫板這個巨大的市場還需要有關部門加以監督。有關專家指出,在進一步完善酚醛保溫板生產技術、滿足市場需求的同時,應加快開發酚醛發泡專用設備,提高發泡產率,降低生產成本,有關部門應盡快成立行業管理協調組織,制定酚醛泡沫風管國家標准,維護市場的正常競爭。
㈩ 酚醛樹脂的應用
酚醛樹脂主要用於製造各種塑料、塗料、膠粘劑及合成纖維等。
壓塑粉
生產模壓製品的壓塑粉是酚醛樹脂的主要用途之一。採用輥壓法、螺旋擠出法和乳液法使樹脂浸漬填料並與其他助劑混合均勻,再經粉碎過篩即可製得壓塑粉。
酚醛膠
熱固性酚醛樹脂也是膠粘劑的重要原料。單一的酚醛樹脂膠性脆,主要用於膠合板和精鑄砂型的粘結。以其他高聚物改性的酚醛樹脂為基料的膠粘劑,在結構膠中佔有重要地位。
酚醛纖維
主要以熱塑性線型酚醛樹脂為原料,經熔融紡絲後浸於聚甲醛及鹽酸的水溶液中作固化處理,得到甲醛交聯的體型結構纖維。
防腐蝕材料
熱固性酚醛樹脂在防腐蝕領域中常用的幾種形式:酚醛樹脂塗料;酚醛樹脂玻璃鋼、酚醛-環氧樹脂復合玻璃鋼;酚醛樹脂膠泥、砂漿;酚醛樹脂浸漬、壓型石墨製品。熱固性酚醛樹脂的固化形式分為常溫固化和熱固化兩種。常溫固化可使用無毒常溫固化劑NL,也可使用苯磺醯氯或石油磺酸,但後兩種材料的毒性、刺激性較大。建議使用低毒高效的NL固化劑。填料可選擇石墨粉、瓷粉、石英粉、硫酸鋇粉,不宜採用輝綠岩粉。
隔熱保溫材料
主要是酚醛樹脂的發泡材料,酚醛泡沫產品特點是保溫、隔熱、防火、質輕,作為絕熱、節能、防火的新材料可廣泛應用於中央空調系統、輕質保溫彩鋼板、房屋隔熱降能保溫、化工管道的保溫材料(尤其是深低溫的保溫)、車船等場所的保溫領域。