环氧基纤维增强复合材料的应用(2)

我国台湾是全球环氧基碳纤维复合材料运动器材的制造基地。1980年代，从英国RK公司引进100t/a碳纤维的生产线后，其产品由10个体育器材厂来制造文体器材，然后销售到世界各地。现在在国际性的体育运动项目中，许多优秀运动员使用的羽毛球拍、网球拍、钓鱼竿、箭弓、高尔夫球棒、滑雪板、冲浪板、登山器材及比赛用自行车、赛车、跑车、赛艇，高速游艇等，基本上都是环氧基纤维复合材料制造。据台湾强化塑胶协进会提供信息，1990年代初，台湾运动器材需用碳纤维达1500t/a。近年，台湾大部分器材厂西迁大陆，广东东莞成为我国环氧碳纤维运动器材主要出口基地，全国目前在运动器材上需求环氧树脂达1 000t/a左右。1990年代，我国富阳和汕尾两地区为国家体委定点生产了水上运动船艇达数百艘，现在富阳市巳成为国际赛艇最大的生产基地。我国威海地区也成为环氧碳纤维渔竿重要的出口基地。最近由国家田径协会牵头，在上海成立了全国性的体育运动材料研究中心。该中心依托华东理工大学优势，联合上海三瑞化学有限公司等11家企业的技术力量，将推动我国运动材料产业的快速发展。

 

作为船艇类运动项目，在欧美国家都以俱乐部形式开展，一望无际的游艇码头停舶数以千计的赛艇，帆船等。这些在海上比赛运动的船艇都是用环氧或环氧乙烯基酯树脂增强纤维复合材料制造。船艇要经受大的海浪冲击，只有环氧基复合材料性能能满足船艇设计要求。2008年北京奥运会，水上运动竞技将在青岛举行，届时数百艘赛艇(船)将在此各展风姿。

高压玻璃钢管是在油田二/三次采油过程中用作制造地面油气集积、输送管线和井下油管，套管等，它解决了油田钢管存在的严重腐蚀问题。高压玻璃钢管主要是由环氧树脂和环氧乙烯基酯树脂作为基体，采用纤维缠绕技术制成．其压力的基本参数为3.5～25MPa，全世界石油工业应用高压玻璃钢管道达数万km。我国油田用高压玻璃钢管道从1994年开始应用至今有10a历史，领先企业为美国史密斯公司在中国的独资公司—哈尔滨史密斯玻璃钢公司，至2004年，该公司为全国油田安装各种规格的中、高压玻璃钢管道达5000多km。据史密斯公司总部与美国德克萨斯州一家石油公司合作透露，他们对油田用玻璃钢管进行了28a的研究工作(管线是由φ5cm无内衬环氧玻璃钢埋地管线)得出的数据表明，玻璃钢管道寿命可达35a以上。美国1960年代安装的玻璃钢管线至今巳有38a，目前仍在运行。高压玻璃钢管道耐高温、耐高压和耐腐蚀性能的高度可靠性，为油田工程广泛应用带来长期的经济和社会效益。近几年，江苏连众玻璃钢集团有限公司、大庆汉维长恒高压玻璃钢管道有限公司等相继投产玻璃钢高压管道。此外，在油田深井采油中，对高强环氧碳纤维抽油杆技术，国内也展开了应用研究。

 

环氧基纤维缠绕压缩天然气瓶(CNG)制造技术，主要在尼龙内胆或铝合金内胆外缠绕环氧基浸渍碳纤维制成，广泛用于航空航天、消防公安、汽车燃气等。考虑它的安全性，国外严格制订了《车用压缩天然气高压气瓶》产品标准。用铝合金为内胆缠绕气瓶是一种稳定的技术，这一技术已证明有20多年历史。世界上销售铝合金内胆复合材料气瓶最大的公司为海德斯宾(Hydrospin)，该公司同时又是全球最大的铝合金内胆供应商。欧美许多CNG制造商其铝合金内胆由该公司供给，全世界现有300多万只铝合金内胆气瓶在使用着。此外，用尼龙为内胆纤维缠绕气瓶代表了近10a来的一种新技术，它低成本、轻质量和耐腐蚀，在欧美市场达10万多只，典型制造企业为领军欧洲宇航业的法国阿基坦公司。

我国研究CNG技术并进入市场是近几年的事情。从2000年起，国内陆续报导进行研制生产CNG气瓶的企业，见表2。

表2 研制生产CNG气瓶的企业

序号	生产厂家	内胆及缠绕材料
1	西安向阳容器厂	尼龙、环氧、碳纤维
2	四川格瑞复材制品有限公司	尼龙、环氧、碳纤维
3	上海康巴赛特高压容器制造有限公司	铝合金、环氧、碳纤维
4	上海德坤复合气瓶有限公司	铝合金、环氧、碳纤维
5	西安天洁航天科技股份有限公司	铝合金、环氧、碳纤维

 

2005年上半年，由中科院和中复集团公司牵头，国内又一家CNG气瓶制造企业沈阳中复科金压力容器有限公司宣告成立。据了解，该企业在3～5a内实现年产铝合金内胆10万只，CNG3万只，生产的品种为CNG和呼吸气瓶两大类。这两大产品投产后一方面将为推广双燃料汽车，使用清洁能源提供了极好的条件；另一方面将为消防、煤矿、井巷、化工、电厂及有毒设备、医疗机械等领域提供了轻型、安全、耐低温的理想装备。据了解，国内现有呼吸气瓶92％为钢制，大量更换需求量将达60万只。