塑木复合材料在军品领域应用展望
木塑复合材料应用现状及发展趋势
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第45卷,第1期2017年1月V ol.45,No.1Jan. 2017137doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2017.01.027木塑复合材料应用现状及发展趋势*刘彬,李彬,王怀栋,陈希,龚裕(北京工业大学循环经济研究院,北京 100124)摘要:介绍了国内外木塑复合材料的应用现状及最新研究成果,总结了近年来木塑复合制品行业面临的问题,对木塑复合材料的发展前景进行了展望。
关键词:木材;塑料;复合材料;性能;应用中图分类号:TQ-9,TQ32 文献标识码:A 文章编号:1001-3539(2017)01-0137-05Application Status and Development Trend of Wood Plastic CompositeLiu Bin , Li Bin , Wang Huaidong , Chen Xi , Gong Yu(Institute of Circular Economy , Beijing University of Technology , Beijing 100124, China)Abstract :Application status of wood plastic composites at home and abroad and the latest research results were introduced. The problems of wood plastic composite industry in recent years were summarized. The development trend of wood plastic compos-ites were prospected also.Keywords :wood ;plastic ;composite ;property ;application 随着经济的快速发展,人们对自然资源的需求量日益增加。
复合材料在军工方面的应用
复合材料在军工方面的应用随着军事技术的不断进步,军工行业对于材料的需求也随之提高。
复合材料以其轻量化、高强度、高刚度等优点成为军工材料领域中的重要角色。
本文将着重介绍复合材料在军工方面的应用。
一、复合材料在军用飞机、舰艇中的应用1. 军用飞机复合材料作为航空工业中最重要的新材料之一,在军用飞机的制造中占有重要地位。
例如美军的F-22和F-35战斗机以及俄军的苏-57战斗机等都采用了大量的复合材料。
由于复合材料的轻量化和高强度,军用飞机可以在巨大飞行高度和高速的情况下保持较低的油耗和较高的机动能力。
而且,复合材料在军用飞机的燃料效率方面也具有重要的作用。
2. 军用舰艇复合材料同样在军用舰艇中具有广泛的应用。
美国海军的“阿利·伯克”级导弹驱逐舰以及“弗吉尼亚”级攻击核潜艇均采用了复合材料。
复合材料的高刚度、高强度和轻量化等特点,使得军用舰艇在保障航海安全和有效作战时具有了更好的机动能力和灵活性。
1. 坦克坦克是军事领域中装甲攻击的代表装备,在保障作战安全方面具有重要作用。
复合材料在坦克中的应用可以有效地减轻坦克本身的重量,同时提高装甲强度和抗冲击性能。
俄罗斯的T-14“阿玛塔”主战坦克就采用了不少于50%的复合材料。
2. 陆军车辆复合材料在陆军车辆中也具有广泛应用。
例如英军的战术侦察车辆“雅格尔”就采用了大量的复合材料和玻璃钢构造。
复合材料的轻量化和高刚度不仅提高了车辆的燃油经济性和机动性,而且也增加了车辆的承重能力和抗击性能。
三、结论除上述领域外, 复合材料在军工行业的其他应用还包括:1. 导弹技术复合材料作为导弹中的重要材料,主要用于导弹外壳和尾翼等部分的制造。
复合材料的高强度和轻量化可以减少导弹的自重,提高导弹的飞行速度和机动能力,同时也增强了导弹对于内部恶劣环境的耐受性。
2. 人造卫星由于复合材料具有轻质、高强度、高温和耐腐蚀等优点,它在航空和航天等领域多有应用。
在人造卫星的制造领域中,复合材料同样不可或缺。
塑木复合材料的发展方向
Industry Overview随着我国塑料制品行业产业结构调整不断加快,作为结构调整的方向之一,废旧塑料的回收再利用问题已经成为整个循环产业链的关键,而且也是整个行业技术含量较高、利润较高的一个环节。
现在我国废弃塑料及其包装物回收利用率还不到10%,日本已达到26%。
从目前废旧塑料回收利用技术来看,主要通过几个方式来提高废旧塑料制品价值,包括木塑复合制造建筑材料、运输包装等。
塑木复合材料(Wood- Plastic Composites,WPC)是指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,代替通常的树脂胶粘剂,与35%-70%以上的木粉、稻壳、秸秆等废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注塑成型等塑料加工工艺,生产出的板材或型材。
主要用于建材、家具、物流包装等行业。
塑木复合材料市场现状塑木复合材料已是当今世界上许多国家逐步推广应用的绿色环保新型材料。
据统计目前世界上塑木复合材料的需求正在不断增加,全球产量已超过150万吨,其中北美产量约100万吨,中国约20万吨,日本近10万吨。
德国塑木复合材料用量已超过7万吨,在欧洲处于领先地位。
我国塑木产业从2005年起就一直处于高速发展期。
我国塑木行业通过十几年的发展,产量、质量、技术方面都取得很大进步,应用范围不断扩大,产品性能不断提升,有些已经高于国际水平。
如国内产品设计更逼真木制品表面,多层共挤新产品发展迅速,产品的性价比更具优势。
2018年环保税全面开征,倒逼企业注重环保和绿色发展。
塑木材料和制品是典型的绿色低碳产业,发展塑木产业完全符合国家产业政策导向。
2018年,我国的塑木复合材料行业延续之前的高速发展态势,全年的产、销以及出口量保持在25%-30%的增长率。
截止2018年12月底,我国塑木生产企业总共近620家,其中:PE基户外塑木复合材料生产厂家约200家,产能约200 万吨,其中年生产能力在5万吨以上的企业4家,生产量过2万吨以上的企业约55家,年生产能力1万吨以上的企业160家左右,户内塑木复合材料生产厂家约400家,产能约420万吨。
塑木复合材料的发展现状及方向研究钟慧婷
塑木复合材料的发展现状及方向研究钟慧婷发布时间:2023-05-22T10:10:44.764Z 来源:《工程管理前沿》2023年4期作者:钟慧婷[导读] 木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,WPC)是国内外近年兴起的一类新型复合材料美新科技股份有限公司广东省惠州市 516300摘要:木塑复合材料(Wood-Plastic Composites,WPC)是国内外近年兴起的一类新型复合材料,指利用聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等,与超过50%以上的植物纤维混合成新的木质材料,再经挤出、模压、注塑等塑料加工工艺,制造出新的板材或型材。
主要用于建材、装饰墙板、户外家具等行业。
与传统的天然木材对比,塑木复合材料具有可再生、防潮防水、抗霉变等优点。
同时,塑木复合材料还可以通过塑料改性技术,进而改变其力学性能及化学性能,满足不同要求的使用场景。
关键词:塑木复合材料;发展现状;方向研究引言;塑木复合材料作为一种新型复合材料,近年来也引起了人们的广泛关注和重视。
塑木复合材料是指以热塑性塑料与植物纤维为主要原料,经过加工和改性制成的一种新型绿色环保复合材料。
由于其优良的物理力学性能、阻燃防水性能和隔热隔音性能等特点,在建筑材料领域得到了广泛应用。
一、研究现状国际和国内木塑复合材料市场,总体分为共挤塑木复合材料和非共挤塑木复合材料两大类,其中非共挤塑木复合材料没有共挤层的保护,暴露在环境中,易受强紫外线、水分、各种霉菌和真菌的侵蚀,不仅导致颜色褪色,表面粉化降解甚至开裂。
从一些实际安装案例中,已经暴露出来的问题有1.降解、粉化:非共挤塑木复合材料没有共挤层保护,或者使用不正确的改性助剂,导致在强紫外线、高温高湿的环境下,塑木中的组分发生降解,导致产品出现粉化、老化、破裂和腐烂的现象。
2.褪色:褪色问题主要是塑木复合材料中的木粉在长期的户外使用过程中,裸露在空气中,即使添加了抗氧剂和UV助剂,依然褪色严重。
复合材料在军事领域的应用
复合材料在军事领域的应用军用新材料是军用高技术的基础,谁能更快地开发和应用具有特定性能的新材料,谁就拥有最强大的技术潜力。
因此世界各国军事部门都把军用新材料的研究开发放在特殊的地位,各国的军用高技术计划无不以新材料作为其重要的内容之一。
当前新材料的发展重点是具有优异性能的结构材料和具有特殊功能的功能材料。
结构材料包括金属材料和复合材料,先进复合材料是结构材料的主要发展方向。
这种材料的特点是强度大、比重小、具有良好的气动弹性性能,并且能大批量生产。
因复合材料具有可设计性的特点,已成为军事工业的一支主力军,复合材料技术是发展高技术武器的物质基础,是现代精良武器装备的关键。
先进复合材料已成功地应用在F-16、F-18、“幻影”2000等军用飞机、“民兵”、“三叉戟”、“株儒”等战略导弹,以及M-l、T-72、“豹”-Ⅱ等坦克上,并取得了良好的效果。
功能复合材料是指除力学性能以外还提供其他物理性能并包括化学和生物性能的复合材料。
功能复合材料将具有电、声、光、热、磁特性的材料,按不同的应用进行组合匹配,得到不仅保持原有特性,还产生一些新特性或具有比原来更优越特性的材料。
现代化高技术常规战争极大地提高了武器的对抗性、精确性,未来的智能武器、隐形武器、电子战武器、激光武器以及新概念软杀伤武器等的设防、跟踪,使功能材料成为关键技术。
目前,功能复合材料涉及面宽,下面就军事领域较常用的功能复合材料做一简单介绍。
隐身材料隐身材料是实现武器隐身的物质基础。
武器装备如飞机、舰船、导弹等使用隐身材料后,可大大减少自身的信号特征,提高生存能力。
声隐身材料包括消声材料、隔声材料、吸声材料及消声、隔声、吸声的复合体,主要用于新一代潜艇。
雷达隐身材料能吸收雷达波,使反射波减弱甚至不反射雷达波,从而达到隐身的目的。
另外,一些由硅、碳、硼、玻璃纤维,以及某些陶瓷与有机聚合物构成的复合材料,有很高的机械强度,可用于制作部分结构件,如飞机蒙皮、雷达天线罩等,同时又具有隐身功能。
复合材料在军事上的应用
碳纤维:是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。 并且具有耐腐蚀、高模量的特性,在国防军工和民用方面都是重要材料。它 不仅具有碳材料的固有本征特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是新一 代增强纤维。
树脂基复合材料成型的突出优势是良好的成形工艺性,比强 度和比模量都较高,密度低,具有突出的减震效果,抗腐蚀性 较强,热导率不高,性能可设计性强,便于整体成型以及综合 性能优异,在整个军工领域应用广泛。
发展方向
树脂基复合材料具有质量轻、比强度和比模量高、耐腐蚀等特性,制造 工艺成熟,应用前景广阔。 其在军工领域应用的发展方向有: (1)提高性能品级,研制开发新型纤维(如碳纤维)增强树脂基复合材料,取代 目前大量应用的玻璃纤维和芳纶纤维增强树脂基复合材料; (2)由单一向多功能发展,使树脂基复合材料同时具备抗弹、隐身和结构等 多种功能; (3)利用纳米材料技术改性树脂基体,提高树脂基复合材料综合性能。
鸭翼
6.导弹
1956年,美国“先锋号”火箭使用的第二级发动机壳体首先采用了玻纤 增强塑料(玻璃钢),接着美国在“北极星”、“雷神”、“大力神”、“宇 宙”、“海神C3”、“民兵”等中远程导弹上先后采用了玻璃钢发动机壳体, 法国M4、M20潜地导弹头部整流罩亦采用了玻璃钢。
7. 舰船
树脂基复合材料自问世以来就一直在舰艇工业中发挥着重要作用。国内 外对其在海军舰艇上的应用非常重视。树脂基复合材料在海军舰艇上应用时 具有如下突出的优点:优良的力学性能,耐腐蚀(可耐酸、碱、海水侵蚀,水生 物也难以附生),大幅减重,透波、透声性好,无磁性,介电性能优良,优良的 设计、施工性能,容易维护,维护费用远低于钢制舰艇和木制舰艇。例如, 玻璃钢因为无磁性且高强度,广泛用于制造扫雷艇和猎雷艇。
复合材料在军事上的应用
复合材料在军事领域的应用姓名程晓锦学号 3090702054,班级金属0902,材料科学与工程学院摘要:材料的复合化是材料发展的必然趋势之一,目前军用复合材料正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展,加速复合材料在航空工业、航天工业、兵器工业和舰船工业中的应用是打赢现代高技术局部战争的有力保障。
关键词:新材料、复合材料、高技术武器、隐身技术、智能材料如果21世纪的国家没有新材料的研发和使用,它就不可能成为新世纪的强国,更不可能成为军事强国。
谁能更快地开发和应用具有特定性能的新材料,谁就拥有最强大的技术潜力。
因此世界各国军事部门都把军用新材料的研究开发放在特殊的地位,各国的军用高技术计划无不以新材料作为其重要的内容。
材料的复合化是材料发展的必然趋势之一。
复合材料是人们运用先进的材料制备技术将不同性质的材料组分优化组合而成的新材料。
复合材料与其它单质材料相比具有高比强度、高比刚度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、抗疲劳等优良的性能,倍受各国技术人员的重视。
因复合材料具有可设计性的特点,已成为军事工业的一支主力军,复合材料技术是发展高技术武器的物质基础,是现代精良武器装备的关键。
目前军用复合材料正向高功能化、超高能化、复合轻量和智能化的方向发展,加速复合材料在航空工业、航天工业、兵器工业和舰船工业中的应用是打赢现代高技术局部战争的有力保障。
复合材料,是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。
各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。
金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。
非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
复合材料已经在航空航天工业以及各种武器装备上得到了广泛地应用。
1.3 塑木复合材料的应用概述
1.3 塑木复合材料的应用概述塑木制品的市场化在国外只有20余年历史,在我国也只有十多年时间。
随着资源综合利用好环保意识的增强,塑木复合材料越来越世界各国的重视,目前已进入一个高速发展的阶段。
新产品不断涌现,应用领域迅速扩大。
在我国从上世纪90年代末的塑木托盘进入市场开始,现在已逐步普及到园林景观、室外建材、家具、物流设施、市政设施、码头港口、室内外装饰……等领域,还成功地进入了北京奥运、上海世博会、广州亚运会等工程。
现将有关的应用情况分别介绍如下:1.3.1 塑木铺板(Decking)由于塑木复合材料与木材相比具有耐水、耐腐蚀、无木刺、不需油漆、使用寿命长等优点,塑木铺板至今仍是塑木产品中应用量最大的产品,大量应用于室外地板,如露台地板、阳台地板、栈桥铺板、室内外游泳池周围的铺地板、室外台阶板等,目前也出现用塑木材料做基层地板,上面复合耐磨或装饰层,应用于室内潮湿区域,如卫生间、厨房等。
但由于其抗蠕变性能、刚性、抗弯强度低于实木,因此在使用过程中往往需要根据材料的性能,通过调整龙骨的支撑跨距加以弥补。
在我国塑木铺板类产品是市场销售量最大的产品,前几年出口量(主要是出口到欧美国家)大于内销量,这主要与产品的认知度和市场成熟度有关。
下面图片为塑木铺板的部分应用实例:1.3.1.1室外塑木地板(图1- 1)1图1-1上海世博会工程铺设的塑木室外地板1.3.1.2露台、阳台的塑木地板在北美塑木地板在别墅的露台方面的应用是塑木产品的最主要的用途之一。
在我国住宅的阳台或露台的应用也开始启动,即用长条形塑木室外地板在龙骨上安装(图1-2a),也有事先制作成各种规格图案的方形块状塑木地板(图1-2b、c),直接在水泥上铺设。
小规格的方形地板还可以应用在室内的涉水区域做脚垫,如淋浴房、卫生间、厨房水池前等。
a)安装在阳台的长条地板23(b)方形塑木地板 c )带连接扣的方形塑木地板图1-2露台及阳台塑木地板1.3.1.3 近水栈道塑木地板靠近水边的栈道用塑木材料建造,可充分发挥塑木耐水性好的优势,大幅提高其性价比,因此这方面的应用发展很快,参见图1-3、图1-4。
木塑复合材料的应用现状及发展前景
木塑复合材料的应用现状及发展前景【摘要】在全国每年造纸行业产生大量的副产品木质素。
现在利用木质素磺酸盐与塑料为原料开发新型人造木材,为综合开发利用造纸企业的废弃物——废液木质素和废弃塑料资源开拓一条新的途径。
我国对木塑复合材料技术也进行了多年的研究,并取得了一些阶段性的成果。
目前,在欧美等国各类木塑制品已得到较为广泛的应用,形成了比较规范的产业和市场。
现在木质复合材料技术不仅是木材工业的研究热点,而且极大地推动着木材工业的发展,是木材工业的发展方向。
【关键词】木质素塑料复合材料木材工业1 研究木塑复合材料的意义我国是一个木材资源贫乏的国家同时又是造纸大国,在全国每年造纸工业的各种制浆过程中,产生了数千万吨的副产品——木质素,具有极为丰富的资源。
但时至今日,我国对木质素的应用仍然很少,约有95%的被用来燃烧产生热能,只有很少的一部分被用来做成材料应用。
因此如何开发利用废液中的木质素,提高其回收利用价值是非常必要的,对改善环境有着积极的意义。
环保新材料木质素塑料复合材料是以热塑性塑料与造纸副产品——木质素磺酸盐为原料,开发出的可替代木材、普通人造板的木塑复合材料。
由于木塑产品100%由可再生资源组成,在使用期后处理时,可以像处理木头一样,无后顾之忧,可任其腐烂或燃烧。
因此该复合材料一方面提高废物利用,另一方面是木材和塑料的替代品,可缓解木材供需矛盾,减少石油消耗,充分体现了资源循环利用的目的与意义。
同时该材料也有许多优点超过人工合成的热塑材料,尤其在精致饰面基底的模塑上[1]。
2 木塑复合材料的研究现状2.1 国内木塑复合材料的研究现状我国对木塑复合材料技术也进行了多年的研究,并取得了一些阶段性的成果,但在如何保证拉伸、弯曲和冲击强度等物理机械性能与硬木相当的前提下,尽量降低生产成本,提高生产效率,以满足大规模工业生产的需要,一直是摆在科研人员面前的课题。
木粉的种类和木粉的填充量会很大程度的影响木塑复合材料的性能,为了得到最好的木粉填充比,北京工商大学的王澜等通过模压成型方法对聚氯乙烯/木粉木塑发泡制品进行了研究,分析了木粉的不同填充量,不同处理方法,不同增塑剂用量以及工艺条件对复合材料性能的影响[2]。
复合材料在国防建设领域的应用
复合材料在国防建设领域的应用复合材料在国防建设领域的应用随着科技的不断进步和军事需求的持续增长,复合材料作为一种先进材料,正在军事领域得到越来越广泛的应用。
它在提高战斗力、降低成本、增加战争灵活性和保护人员安全等方面发挥着关键作用。
本文将从不同角度全面评估复合材料在国防建设领域的应用,并深入探讨其技术特点、优势和挑战。
一、复合材料在军事装备中的应用1.1 陆军装备复合材料在陆军装备中的应用涵盖了坦克、步战车、装甲车辆等各类军事车辆。
由于其轻量化和高强度的特点,复合材料能够有效减轻装甲车辆的自重,提高机动性和燃料效率。
复合材料还能够提供更好的防护性能,增强装备在战场上的生存能力。
1.2 海军装备在海上军事装备中,复合材料的应用范围涵盖了军舰、潜艇、航母等各类舰艇。
复合材料具有良好的抗腐蚀性能和防水性能,能够提高舰艇的耐用性和航行寿命。
另外,复合材料还能够减轻舰艇的重量,提高速度和机动性。
1.3 空军装备在空中军事装备中,复合材料被广泛应用于战斗机、导弹、无人机等。
复合材料的高强度、低密度和优秀的机械性能使得飞行器能够具有更大的载荷能力和更高的机动性能。
复合材料还能够提供更好的隐形性能,减小雷达截面积,增加战机的隐蔽性。
二、复合材料技术特点和优势2.1 轻量化复合材料由纤维增强体和基体组成,相较于传统材料如钢铁和铝合金等,它具有更轻的重量。
这使得军事装备不仅能够提高机动性和燃料效率,还能够增加载荷能力和作战灵活性。
2.2 高强度和刚度复合材料具有优异的强度和刚度,由于纤维增强体的特殊结构和纤维与基体间的较好相容性。
使用复合材料制造的装备能够为军事部队提供更好的防护和攻击性能。
2.3 抗腐蚀和耐久性复合材料的基体通常是聚合物,具有良好的抗腐蚀性能。
这使得军事装备能够在恶劣的环境条件下长时间使用,提高军事行动的持久能力。
2.4 隐形性能复合材料的应用还能够提高装备的隐形性能。
由于其低雷达截面积和特殊的光学特性,装备在电磁探测和目视观察方面具有更好的隐秘性,减小了敌方探测到的概率。
木塑复合材料加工技术、研究现状及发展趋势
木塑复合材料加工技术、研究现状及发展趋势一木塑复合材料加工技术随着科学技术的发展,现代社会对材料的要求更高了,既要求其有较好的物理力学性能,对人类有亲和力,又要环保。
木材是一种天然生物质材料,自古以来被人们广泛喜爱和使用。
随着我国天然林面积的减少和“天然林保护”政策的实施,木材资源困乏、质量下降、木材价格越来越高、木材加工业的废弃物增多以及世界林产品需求量的增加都使得林产品工业越来越迫切地感到需要寻找木材的替代品。
而由于生产和生活水平提高,过去被大量用于烧柴的木制品加工废弃物,如木屑、刨花、边角废料以及大量农作物纤维如秸秆、稻糠、果壳等被严重浪费,并对环境产生极大的破坏性影响。
据统计,我国每年由于木材加工余下的废弃木粉量达数百万吨,其他天然纤维如稻糠等的产量上千万吨,这些资源如能得到有效开发和利用,价值可观。
在不断研究中人们认识到木材改性技术可以实现新的突破,而填充改性既可以降低产品成本,又可以提高产品的使用性能,甚至赋予木材材料全新的性能,从而使木材行业有了新的生机。
与此同时,塑料制品在生产和生活中的应用,随着经济发展越来越广泛,因塑料废品处理不当而造成的白色污染问题已经成为一大环保难题。
有关数字表明,在城市垃圾中,塑料废弃物已占到垃圾总量的25%~35%。
在我国,城市人口每年产生的废旧塑料达240万~280万吨,已成为环卫部门的严重负担。
如果能将废旧塑料制品有效利用起来,将对环保和经济发展产生巨大的推动作用。
这种背景下,将木质纤维与废旧塑料经过特殊处理合成新的材料,即木塑复合材料(Wood—polymer Composites,简称WPC)也就应运而生了。
1 木塑复合材料的定义木塑复合材料(WPC)是以木材为主要原料(形式有锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、大豆皮、花生壳、甘蔗渣、棉秸秆等),经过适当的处理使其与各种塑料(用于木塑复合材料的热塑性塑料主要有聚氯乙烯(PVC},聚乙烯PEA ,聚丙烯(PPS) ,聚苯乙烯(PST) ,聚甲基丙烯酸甲酷(CPMM),以及聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等)按一定比例混合并添加特制的助剂,如偶联剂、分散剂、增塑剂、润滑剂、热稳定剂、着色剂、阻燃剂、防霉剂等加工助剂,经高温、挤压、成型等工艺制成的一种新型复合材料,是一种高性能、高附加值的绿色环保复合材料,其性能优良、用途广泛、利于环保,有广阔的发展前景,值得大力研发推广。
复合材料的应用与发展趋势
复合材料的应用与发展趋势随着科学技术的不断发展,新型材料越来越多地被运用于工业界和日常生活中。
其中,复合材料是一种广泛使用的新型材料,它具有高强度、轻质、耐腐蚀、耐高温等优点,正在逐步替代传统材料,成为各领域的热门选择。
本文将从复合材料的基础知识出发,介绍其应用领域和未来发展趋势。
1、什么是复合材料?复合材料是由两种或两种以上不同种类的材料,按照一定的比例、组合、结构形态,利用特定工艺,经过加工而制成的新型材料。
复合材料不同于单一材料,它的组成部分数量之多,结构形态之复杂,使其具有许多单一材料所没有的特殊性质和优点。
2、复合材料的应用领域(1) 飞机和航天器制造随着国家和民间经济的发展,飞机和航天器的数量越来越多,这些高空飞行器的材料强度要求高,重量要轻,因此复合材料就变得十分重要。
航空领域中使用的新增复合材料种类越来越多。
如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料、复合材料夹板等。
这些复合材料不仅提高了平均飞行高度,减少了燃料消耗,而且还最大限度地满足了涉及较高飞行速度的任务。
(2) 车辆制造复合材料的轻量化和高强度特点能够满足汽车和高速列车进行轴重大、速度快、发动机功率大以及加速和制动需求的要求。
近年来,许多国内外知名汽车生产厂商,如奥迪、宝马、保时捷等,已经提出将采用复合材料制造车身,并且已经有一些试制品亮相。
大量使用复合材料可以使车的整体质量更轻,并能提高燃油效率。
(3) 能源工业复合材料应用于能源行业及民用工业领域的产品。
如核电站构件、风力发电叶片、太阳能电池板、石油钻井设备、天然气管道、水电机泵及阀门等,它们的耐腐蚀、耐高温和抗磨损等性能,提高了生产效率,减少了维修费用,使能源行业比以往更加安全和高效。
(4) 体育、娱乐和建筑工业在高性能运动器材、包括高尔夫球杆、网球拍、翼板、雪板等领域,复合材料也是首选。
现在,复合材料甚至在建筑领域中得到了应用,用于建造世界各地的宝马体育场、宣武门体育场、国家游泳馆、国家大剧院等,用于室内设计、地板、墙纸等方面。
塑木复合材料异军突起 给力循环经济发展
导致污染产生。现代城市人正身陷以 “ 室内空气
污染 ”为标 志 的第三 污染 期 ,而 且装 修越 高档 室 内污 染就越 严重 。即使是 知名 企业达 标 的材料 ,
热胀冷缩性能,并且可像木材一样易于加工。塑
木 复合材 料 作为一种 环保 型 的新材料 受 到 了人 们 的重视 ,开 发塑木 复合材 料可 以合 理利用 地球 有
产 品。制 品用途 广泛 ,可 以替代 用塑 料 、木 材 、 钢 材 、水泥 等制造 的大部分 制 品 。使用 寿命 长 、 不 吸水 、抗酸 碱 、抗紫 外线 、不腐 烂 、节省 保护
类健康的挥发物,产品本身还可以回收利用 。因
此,塑木产品可循环利用,是真正意义上的环保 材料 。塑木产品近年来被不 同客户群接受,使用 . 量快速增长,并不仅仅是因为塑木产品本身所拥
有 的优 良特 性 ,更 为重 要 的是其 对 资源循 环 利用 的意 义和对 环境 保护 重 要贡 献 。 我 国是 一 个森 林 资源 匮 乏 的国家 , 由于 树木
费用。节约石油,缓解危机 。 充分利用废旧塑料,
克服 白色 污染 ,替 代钢 、铝 、水泥 、塑 料 ,减 少
资源 的消耗 。
成污染 。木纤维有废木粉、刨花、锯木 ,植物纤
维 一般 为粉碎 处理 过 的花 生 壳、椰 子壳 、甘蔗 、 亚麻 、泽 麻 、黄麻 、大麻 等 。热塑 性塑料 主 要为 聚 乙烯 ( E) P 、聚 丙烯 ( P 、聚苯 乙烯 (S P) P )等 聚烯 烃和 聚氯 乙烯 ( V ,塑木 复合 材料 是一 种 P C) 产 品种类 多 、形态 结构 多样 的基 础性 材料 。既保
耗 1 . 7吨原木 ,也就 有 O7吨木材 作 为 “ 废 ”排 . 三 出 。为 了改 善这种 情况 ,人 们提倡 以钢 代木 、 以 塑 代木 ,但 这种做 法又 消耗 了大量 不可 再生 的石 油 和铁矿 资源 , 已经或 必将 导致一 个又 一个 原料
略议木塑复合材料的运用
略议木塑复合材料的运用引言随着人民生活水平的不断提高,大家对建筑材料的环保性能的要求也越来越高。
优质的原木制品以其天然、绿色、环保等优质品性,在人们长期生活中扮演着重要的角色,但其同时加快了森林的消耗速度。
在日益减少耕地的时代,资源的日趋匮乏使得人们迫切希望能够发掘新材料。
一种以锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、谷糠、大豆皮、花生壳和棉秸秆等植物纤维为主要原料,结合部分化学制剂研发的木塑复合材料应运而生。
国外对木塑复合材料的研究早在30多年前就已经开始,而我国仅有20年左右时间。
近年来虽然科技不断发展,但木塑行业发展相对比较缓慢。
本文意在思考木塑复合材料作为装饰材料在家装中的运用,希望能让木塑复合材料作为新型装饰材料让人们接受。
1.木塑复合材料简述木塑复合材料(Wood-Plastic Comopsites,简称WPC)是一种主要利用锯末、木屑、竹屑、稻壳、麦秸、谷糠、大豆皮、农作物的秸秆等植物纤维废料经粉碎而制成粉体后,与塑料一并作为原材料,再加入各种助剂,经过热加工复合或者熔融挤出等加工工艺而制作的一种高性能、高附加值的新型复合材料。
该材料具有植物纤维和高分子材料两者的优点,能够代替木材,可以有效缓解日益缺乏的木材资源,解决木材供应的紧缺矛盾。
它适用于建材、汽车工业、货物的包装运输、仓储业、装饰材料、工业设计等方面。
由于植物纤维具有可再生性、可循环的特点,WPC作为一种绿色环保材料,其生产技术也被认为是一项具有生命力的创新技术。
2.木塑复合材料的特点木塑复合材料是植物纤维与塑料制剂的有机结合,因而其具有植物纤维与塑料的双重特点,能有效的满足相关领域对材料的需求。
该材料的特点主要有以下几个方面:(1)不怕虫蛀、抗老化、耐腐蚀性能强、吸水率低、使用周期长;(2)外观可塑性强,能够方便二次加工,并克服了木材易开裂、翘曲的劣势,表面视觉美观,能有效解决木材表面疤痕的特点;(3)表面硬度强,耐磨性能好,耐热性较高;(4)方便加工,可锯、可刨、可粘结、可用钉子钉或螺帽固定,且容易维修;(5)可重复使用和回收利用,延长资源的寿命;(6)其主要成分植物纤维来源异常丰富。
木塑复合材料的应用与发展
学号:B08152045 姓名:陈静文2010/12/12木塑复合材料的应用与发展Compound wood application anddevelopment【摘要】木塑复合材料(WPC)具有比单独的木质材料或塑料产品更优异的性质,是木材的理想替代品,它的出现可以减少废弃木材和塑料对城市环境的污染,也适应现代材料复合化发展的规律。
本文简要介绍了木塑复合材料的成分、特点、加工工艺、在国内外的研究现状以及应用,并对木塑复合材料的发展方向进行了分析,充分肯定了发展木塑复合材料的必要性和可行性。
【Abstract】Wood-plastics composites (WPC) has than single wood or plastic products more excellent properties, is the ideal substitute of wood, it can re duce the appearance of discarded wood and plastic to the urban environmen t pollution, but also adapt to the modern material compounding the law of development. This paper briefly introduced the composition of wood-plastics composites, characteristics and processing technology and the application de velopment at home and abroad and the present situation of the development of wood-plastics composites direction is analyzed, fully affirmed the develop ment of wood-plastics composites of necessity and feasibility.【关键词】木塑复合材料;应用;发展前景;【Key words】wood-polymer composites;application;development outlook;近几年来,全球森林资源日趋枯竭,环境保护意识日渐高涨,对木材的应用也提出了更高的要求。
复合材料模压成型设备在军事工业中的新技术发展与趋势分析
复合材料模压成型设备在军事工业中的新技术发展与趋势分析引言:随着科技的快速发展和军事技术的不断进步,复合材料在军事工业中扮演着至关重要的角色。
作为一种新型材料,复合材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优势,特别适用于军事领域的制造和应用。
而复合材料模压成型设备的新技术发展则更进一步推动了军事工业的创新和发展。
本文将对复合材料模压成型设备在军事工业中的新技术发展和未来趋势进行分析。
一、复合材料模压成型设备的发展历程复合材料模压成型设备作为复合材料制造过程中的关键设备,经历了多年的发展和进步。
最初的手工制造:在军事工业中,早期的复合材料制造主要依赖手工制作。
操作人员需要将预制的复合材料制品放置到制模器中,并施加压力来实现模压成型。
这种制造方法虽然简单直接,但生产效率低下。
传统的模压设备:为了提高生产效率和提升产品质量,人们开始使用传统的模压设备。
传统的模压设备采用液压或机械手臂来施加压力,并且使用温度控制系统来控制材料的热处理过程。
通过这种方式,制造过程被自动化,生产效率显著提高。
新一代模压设备:随着科技的进步,新一代模压设备的出现进一步改变了复合材料制造的方式。
这些设备采用了更先进的材料和控制系统,提供更高的压力和温度控制能力。
此外,新一代的模压设备还具备更快的循环时间和更高的制造精度。
二、复合材料模压成型设备的新技术发展概述随着科学技术的飞速发展,复合材料模压成型设备的新技术层出不穷。
以下是几个重要的新技术发展概述:1. 自动化控制技术:自动化控制技术是复合材料模压成型设备的关键发展方向之一。
通过引入先进的控制系统和传感器,模压设备可以实现更高的精度和稳定性。
自动化控制技术使得设备可以自动调整压力和温度,并对制造过程进行实时监控和控制。
2. 机器视觉技术:机器视觉技术在军事工业中的应用日益普及。
通过搭载机器视觉系统,模压设备可以对复合材料的制造过程进行实时监测和检测。
这样做可以及时发现并修正潜在的生产问题,提高产品质量和制造效率。
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塑木复合材料在军品领域应用展望
吴正元
塑木复合材料(以下简称塑木材料)是以可再生植物纤维为主要原料,配混一定比例的高分子聚合物基料,通过物理、化学和生物工程学等高技术手段,经特殊工艺处理后加工成型的一种可逆性循环利用的多用途新型材料。
从广义上讲,塑木材料现在已成为以各种植物纤维材料、甚至是以部分无机原料为基体,与不同高分子树脂材料复合而成的一类新型生物质材料。
它的出现不仅有利于缓解目前全球资源紧缺和再生利用问题,更重要的是能够为新材料推广和环保产业发展起到较好的示范作用。
塑木材料的最大特征在于它同时具备了天然木材和树脂材料两种不同材质的基础材料的优点。
塑木材料同塑料相比,无论是在硬度、刚度等力学性能方面,还是在防止老化、变形等实用性方面。
都有相当程度的改善提高。
塑木材料可仿木制成各种类型的型材,具有较好的加工性能,可锯、可刨、可钉、能弯曲和粘连,有着与天然木材相似的质感和性能,加入颜料、上漆或覆膜可以制成各种色彩绚丽几乎可乱真的仿木、代木制品。
塑木材料既避免了天然木材耐用性差、易燃、易潮、易腐、易蛀、易滋生霉菌及不耐酸碱等缺点,又避免了单纯塑料易变形老化、高温蠕变、低温脆性等不足之处,具备了水浸不涨、干燥不裂、离火即灭、抵御虫蛀、经久耐用,温度适应范围广等优点。
其使用废弃后还可回收再生二次利用,作为一类生态自洁的环保型材料,不仅符合循环经济和低碳经济的要求,也符合军队的作战和休整的多重要求。
目前应用较多的塑木材料及制品有结构类、装饰类、包装类和特型类几大类型几十个品种,包括线材、片材、板材、管材、型材及异型材等多种系列和组合产品。
从发展眼光看,塑木材料及制品的适用范围几乎可以涵盖所有原木、塑料、塑钢、铝合金及其他相似复合材料现在的使用领域,已开始进入建筑、装饰、家具、物流、包装、园林、市政、交通、环保、体育等行业,使用在墙板、墙裙、窗套、连廊、隔断、天花、栅栏、栈桥、桑拿房、休息亭、汽车库、门及门套、露天座椅、室内轨枕、露天平台、建筑模板、集装箱铺板、多功能墙隔板、高速公路隔音墙等处。
据了解,目前中外军队系统均对本塑材料进行研究工作,但总的说来,塑木材料在军事领域的应用还有很大空间。
研究塑木材料在军事领域的应用,不管从产业发展角度,还是从完善军队装备建设出发,无疑具有十分重大的意义。
营房设施建设:目前在国内塑木材料的应用中,大约有75%以上应用在建筑领域,而部队营房建设,特别是野外营房的搭建,塑木材料应该大有用武之地。
以目前发展势头较快的发泡型PVC基塑木材料
为例,此类材料一般都具有良好的隔热保温性能,非常适用于室内建造。
而且较之钢材、水泥,塑木材料质量更轻而亲和力强,无毒害物质散布,可以大量用于地板、墙板、门板、门窗型材、
室外平台等设施建设,特别适合在高温潮湿的热带、亚热带和滨地区(是否可以用在高寒地区尚无实验报告)。
塑木材料防潮抗水,抗霉防蛀,且大多数为型材,安装、拆卸均很方便,用其建造野外营房、卫生所、医院,或具有抗电子干扰功能的野战指挥所,不仅对提高部队营房的建筑和居住质量颇有帮助,而且具有很大的实战价值和经济意义。
而在这个领域,塑木材料在民建方面已经积累了相当多的经验,进入军队系统尚有待时日。
港口设施建设
据国外媒体报道,美国海军的许多码头设施都是在二战期间或之后建造的,现在早已到了退役期。
NAVFAC杂志曾评估美国海军每年用于木材的防护处理的费用约为4000万~5000万美元,用于维修、更换码头的木材费用更是高达2.5亿美元,这主要是由于天然木材不耐海水和生物腐蚀,易开裂和翘曲,使用寿命很短。
在了解到塑木材料在这方面有着明显性能优势后,美国海军和有关机构为此启动了一个为期多年、总金额超千万美元的塑木材料替代天然木材的开发项目,拟以大尺寸的塑木材料制成立柱替代天然木材立柱用于海港和码头的建设和维护,以延长码头立柱的使用寿命、降低维护费用。
而另一个由美国多个机构组成的跨学科研究组,则专门研究塑木材料用于海军其它码头设施中的可行性。
据悉,目前在美国海军港口中,已采用部分塑木料材作
为海军码头铺板之用。
包装物流器具军用包装物流器具主要集中在弹药外包装和运输器具上。
在外包装方面,我军弹药长期采用木箱包装,近几年来辅以一定数量的铁笼和铁皮包装箱,也有少量的玻璃钢包装箱。
木箱包装的主要缺陷是防水性能差,在沿海潮湿环境中极易霉烂;其次是强度低易破损,容易被白蚁蛀蚀,而且阻燃隔热性差;再次是经济效益差,大量采用木箱包装材料,无论从资源上、经济上、使用上看都不适合我国国情。
据悉,近几年用于军品的红松、白松等优质木材每年达50万立方米,最多的年份曾达到70万立方米。
塑木材料具有塑料与木材的双重特性,除抗拉和抗弯强度稍低外,其他各项性能均可达到现用军用包装材料的性能指标要求。
另外,军队现在提倡弹药包装集装化,要求快速大量地运送、转移弹药,以适应现代化战争的需要。
目前,弹药集装在美军、俄军中已大量应用。
弹药集装化可
采用集装箱、托盘集装束包装等多种形式。
对箱式的弹药包装,可采用数十箱固定在一个金属或木制托盘上,构成可重复使用的单元包装。
在这方面,塑木材料显然具有较大的发挥空间。
因此,研究性能更为优越,结构更为合理的军用新型包装材料和运输器具极其重要。
国内在这方面已作了一些尝试,譬如提出一种全新的拼接方式,从结构设计和结构部件选材两方面来保证包装箱的密封性和整体强度等。
从较早的塑木军品应用看,除上述装备设施外,塑木材料在军车配件(主要是车厢铺板)、枪械部件(可作枪托材料)、军用专用托盘、仓储隔离铺板、仓储专用轨枕等方面也有一些尝试,但遗憾的是皆因为产品不太成熟而铩羽而归。
不难想象,随着塑木材料技术水平和产品质量的持续提升,塑木军品的广泛应用前景一定会越来越趋于明朗,塑木材料重出江湖指日可待。
但是在塑木军品前行的过程中,有几个问题必须注意:
1.必须对军队的各类需求有深刻的了解和把握,不能闭门造车,想当然地提出不切实际的东西,不仅达不到进入军品领域的目的,反而会损害塑木行业和塑木材料的整体形象。
2.保持和发扬塑木材料的固有优势,譬如:原料多样化和制备可塑化优势,在最大限度内满足军队和战争的多元化需求,而又不给军队使用增添新的麻烦。
3.发挥人工合成材料组合优势,一定要使塑木材料有机地与其他材料结合,在产品结构和部件连接等方面要有所突破创新,为产品制造拓展更大的自由度空间。
4.注重成本控制和经济核算。
尽管与天然木材比,塑木材料具有成材利用率高、使用维护费用低、产品应用周期长等特点,但在具体的产品生产中,仍然要使塑木材料的经济性占有优势,否则也可能前功尽弃。
5.环保与再生利用。
塑木材料可以不用一寸木材制成,能够节省石油和森林资源,对减少二氧化碳排放有着良好的示范作用;而其自身亦可再生利用,符合国家资源环境政策要求。
但在产品的总体设计中,回收体系的建立和运行应在充分考虑之中。