解析樹脂基復合材料的性能及其有效應用

何棟 唐婷

摘要：隨著社會的不斷發展，樹脂基復合材料的性能不斷被發掘，在社會不同領域都有了較為廣泛的應用。先進的樹脂基復合材料甚至已經成為了當代航天航空建設的一種重要材料。文章主要圍繞樹脂基復合材料的發展歷史、主要性能、在各個領域的應用及發展前景進行了探索與分析。

關鍵詞：樹脂基復合材料;性能;應用

中圖分類號：TQ322.4文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）07-0066-03

樹脂基復合材料是指通常使用玻璃纖維等各種不同的纖維增強體，以有機聚合物為機體的纖維增強材料。樹脂基復合材料本身的優勢較為明顯，首先，樹脂基復合材料的抗疲勞性較好，它比一般復合材料的疲勞極限拉伸強度要多很多倍，其次，樹脂基復合材料的減震性、過載安全性、都比一般的符合材料要好。并且樹脂基復合材料的成型工藝簡單，是當代復合材料中性能較好的一種，在科技領域也有較為廣泛的應用。

1 樹脂基復合材料的發展歷史

樹脂基復合材料首次出現在美國，在1970年以后，人們一邊研究玻璃纖維復合材料新的應用領域，一邊研究開發出了一種新的復合材料——樹脂基復合材料。這種新的樹脂基復合材料相比于以前的玻璃纖維復合材料要有更大的優勢，它與玻璃纖維復合材料的性能相比要有更大一步的提升。研究出的樹脂基復合材料在投入使用以后，在科技應用取得了很好的成績，美國的里爾芳2100號，一架八座商用機飛機的零件全部由樹脂基復合材料制作而成，僅僅重567kg;哥倫比亞號航天飛機，整個機體的主心部件由樹脂基復合材料構成;波音-767大型客機的部分部件也由樹脂基復合材料制造，這三件作品是直到現在都可以成為樹脂基復合材料發展以來較為顯著的成果。

2樹脂基復合材料的性能

2.1樹脂基復合材料的力學性能

樹脂基復合材料是一種新型的復合材料，它和一般的復合材料相比具有較強的性能，它比一般復合材料的抗疲勞性能較好，比一般復合材料的比模量大，比一般復合材料的比強度高。樹脂基復合材料也因為它相比一般復合材料具有較為明顯的優越性而得到了較為廣泛的應用。

2.1.1樹脂基復合材料的剛度

樹脂基復合材料的剛度相比于一般復合材料的剛度要較高，它的剛度主要由組成材料的性質、剛度較強的材料所占的百分比決定。樹脂基復合材料具有彈性特性復合的混合效應，相比于以前應用的復合材料，它的剛度特性材料組合較為平均，使它的整體剛度和彈性呈現出一種良好的狀態，在科技領域或者其他領域應用的時候被采用的可能性較大，競爭優勢較為明顯。

2.1.2樹脂基復合材料的強度

樹脂基復合材料的強度主要根據它組成材料的強度所占的百分比例和它組成材料的強度性質決定。樹脂基復合材料的組成材料和以前的復合材料相比組成成分存在一點的不同，樹脂基復合材料的組成材料的強度性質在復合材料的基礎上有了提升，各個不同的材料組合在一起又形成一個新的強度特性。樹脂基復合材料相比于以往的復合型材料有進步，但是也不代表著沒有缺陷。樹脂基復合材料的強度很高，但是在不同的環境下也會遭到破壞，樹脂基復合材料的組成材料分布不規則，導致它的強度分布不均，斷裂的危險仍舊存在，并且斷裂的方式可能會有不同的方式。除此之外，對于樹脂基復合材料，界面粘結、彈性影響、纖維的搭接等等方面都會對樹脂基復合材料的強度有所影響。

2.2樹脂基復合材料的物理性能

樹脂基復合材料自身具有多種物理性能，例如：熱學性質、電學、磁學性質、光學性質、摩擦性質等等其他性質。在熱學性質中還包括多種性質，熱膨脹率、隔熱性、耐熱沖擊性等等;在電學、磁學性質中有絕緣性、壓電性、導電性等等;在光學性質中有透光性、散光性、吸光性、耐光性等等;除了這些物理性能，還有很多其他性質，如：透氣性、減震性、隔音性等等。樹脂基復合材料擁有這些眾多的物理性能，使它在使用的過程中和其他復合材料相比具有較高的競爭力，樹脂基復合材料能夠將眾多有利的性能組合到一塊，從而能夠使最終的效果達到最優。樹脂基復合材料的物理性能雖然很多，但仍有不足之處，在具體應用的時候可以通過調節樹脂基復合材料的填料的方法來調節樹脂基復合材料的物理性能。

2.3樹脂基復合材料的化學性能

樹脂基復合材料是由各種化學性能不同的基底材料組成，每一種基底材料的化學性能都存在著或多或少的不同點，并且這些基底材料本身就是有機物質，容易和一些溶劑或者含有化學成分的物質發生反應，也可能被有機溶劑侵蝕、溶脹、溶解或者被腐蝕。由于基底材料的不同，樹脂基復合材料對不同的物質反應也不相同，一般的樹脂基復合材料都耐強酸、耐鹽、耐酯，但是普遍都不耐堿。因為樹脂基復合材料一般用于機器的建設，所以對水的影響一般收到了人們普遍的重視，樹脂基復合材料遇到水時，自身的介電強度將會下降，也有可能會出現化學鍵斷裂產生光散射和不透明性的情況，樹脂基復合材料會受到水的影響，水不僅對樹脂基復合材料的化學性能有影響，同樣對樹脂基復合材料的力學性能也有一定的影響。樹脂基復合材料的化學性能和力學性能之間也會相互影響，樹脂基復合材料的一些化學聚合物在受到高溫的時候會產生一層耐熱焦炭，然后等本身物質揮發后，會和一些分解物質產生反應，然后進一步提升自己本身的耐熱程度，也會產生新的力學性能，如抗震性。

3 樹脂基復合材料的應用

3.1樹脂基復合材料在建筑領域的應用

建筑工業的不斷地發展，建筑施工對建筑材料的要求也不斷提升，建筑工業在不斷尋求能夠滿足當代建筑工業現狀的建筑材料，樹脂基復合材料的出現正好滿足了建筑工業對新型建筑材料的要求。樹脂基復合材料因為自身的優勢，在建筑工業中應用十分廣泛，為建筑工業提供了極大的便利，也促進了建筑工業的進一步發展。在建筑工業施工中采用樹脂基復合材料能夠減輕建筑本身的重量，使之沒有那么的笨重，而且樹脂基復合材料自身性能較高，力學性能、物理性能、化學性能都比較突出，應用于建筑工業能夠提升建筑的使用功能和使用壽命，是一種新型的建筑工業材料。樹脂基復合材料的成本較低，還有利于降低建筑工業施工的成本，實現用較低的成本使用優質的建筑材料，提升建筑工業技術的目標。目前，樹脂基復合材料已經廣泛應用于建筑工程行業，同時也為建筑工業帶來了很大的便利，在建筑工業中，建筑圍欄、門窗裝飾材料、高層建筑樓房等等也都大多采用了樹脂基復合材料構造。

3.2樹脂基復合材料的在化學工業中的應用

樹脂基復合材料的化學性能較高，和一般的復合材料相比，樹脂基復合材料的化學性能更加適合在化學工業中的建設。樹脂基復合材料由于自身化學性能的原因，它的耐腐蝕性較高，并且在眾多的復合型建筑材料中屬于佼佼者，在化學工業的建設中，很多的建筑和建筑工具的建設都需要具有較強的耐腐蝕性的特征，所以，樹脂基復合材料的優勢在這一方面就尤其明顯，很多的化學工業建設都會優先選擇樹脂基復合材料作為建筑材料。在化學工業中，石油、化肥、制鹽、制藥等等都會采用樹脂基復合材料作為原材料。樹脂基復合材料的比強度高，材料本身的質量較小，方便運輸，防腐性較強還具有良好的保溫效果，所以，樹脂基復合材料現在已經被廣泛的應用到了化學工業的各個方面。

3.3樹脂基復合材料在機械工業中的應用

樹脂基復合材料本身的物理性能、化學性能和力學性能都比一般復合材料的要好，具有一般復合材料沒有或者較強的性能，它的比強度高，抗疲勞性較好，在機械工業中，一些較為主要的機械部件都會采用樹脂基復合材料，如機械工業中的運輸機械、制冷機械、起重機等等都有采用樹脂基復合材料。樹脂基復合材料的抗震性能和抗斷裂性較好，在機械工業中，一些機械原材料的選擇首先就要考慮到這些性能，機械工業中的產品受到的壓力和重力較多，機械如果抗震性能和抗斷裂性能不高，機械的使用壽命便不會很長，機械的使用度便不好，樹脂基復合材料因自身優勢，可以滿足機械工業中對原材料的要求，所以，在機械工業中，樹脂基復合材料的采用度很高。樹脂基復合材料最早得到應用時便是在電氣行業，電器行業對材料的性能要求更為仔細與高標準，并且電氣行業對復合材料的需求量很大，所以，在電氣行業中，樹脂基復合材料的采用量也很大。

3.4樹脂基復合材料在醫療、體育、娛樂方面的應用

樹脂基復合材料不僅僅是工業中才可以使用的原材料，它的應用范圍很廣，在醫療、體育和娛樂方面也有很廣泛的應用。在醫療方面，樹脂基復合材料的優勢尤其明顯，它可以作為制作人工器官的原材料，并且，樹脂基復合材料的性能較高，會減少人工器官對人體造成的傷害和人工器官和人體的不匹配程度，樹脂基復合材料制作而成的人工器官也會相較于其他的復合材料制作而成的器官的壽命較長，是醫療方面的一大進步。在體育方面，樹脂基復合材料可以應用于制作體育器材，體育器材最主要的要求就是抗擊打性，樹脂基復合材料的抗震性能很高，由樹脂基復合材料制作而成的體育器材會相比一般復合材料制作而成的使用感要好，而且，樹脂基復合材料的質量較輕，易設計，耐腐蝕性較高，一般的體育器材使用樹脂基復合材料的情況會較多。在娛樂方面，很多大型的娛樂場所都會采用復合材料來進行娛樂設施的建設，而樹脂基復合材料的性能更好，采用樹脂基復合材料會增加娛樂設施的安全程度，現在，國內的眾多大型娛樂場所為保證游人的安全性，都已采用了玻璃鋼作為娛樂設施的原材料。

4 結語

隨著社會科技水平的不斷提高，樹脂基復合材料的研究也在不斷地發展，由原先的極少數的種類現在變得越來越多，成本在不斷地降低，質量卻在不斷地提升。樹脂基復合材料的性能較高，相信經過不斷地研究與發展一定會發掘出樹脂基復合材料更大的作用，樹脂基復合材料的應用范圍也會變得越來越廣。