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有趣复材史:玻璃纤维是这样诞生的,至今是某些领域良好选择

   日期:2020-06-09     来源:《纤维复合材料》    浏览:761    
核心提示:复台材料科学与应用的成型阶段复合材料真正开始发展成为一门科学,还是一百多年前的事。随着第二次工业革命的大潮,化学化工领域
复台材料科学与应用的成型阶段


复合材料真正开始发展成为一门科学,还是一百多年前的事。随着第二次工业革命的大潮,化学化工领域也掀开了历史的新篇章。1907年,世界上第一种成功商业化的合成高分子树脂,俗称电木的Bakelite在美国纽约诞生。

它的发明者是美籍比利时裔化学家利奥贝克兰博士( Leo Baekeland ) ,他用苯酚和甲醛在一定的压力和温度下合成出了这种学名为polyoxybenzyl methylenglycol anhydrid的酚醛树脂,成功申请了专利并成立了公司,将这种新型材料商业化,其系列产品应用领域极其广泛,从绝缘盖到乐器,从枪托到玩具,从纽扣到麻将,从汽车零件到火箭隔热层,无所不包。尽管Bakelite公司后来合并到了联碳公司,然后演变到今天的迈图公司( MomentiveSpecialty Chemicals ),许多当年贝克兰时代的产品仍然被生产使用至今。

作为一种热固性高分子,酚醛树脂具有较高的硬度,同时也较脆,但是将它们同纤维、织物,甚至纸张等复合起来,就可以满足很多应用要求,同时也有很好的模塑加工性,事实上电木就是木屑和酚醛树脂的复合材料。从发明出来到20世纪三四十年代,是酚醛树脂的黄金年代,也是复合材料作为一门科学发展成型的年代。

值得一提的是帘子线增强的橡胶轮胎,这种正宗的纤维增强复合材料也许比电木出现更早。但是,很难考证从1839年美国人"好年”,又称固特异( Charles Goodyear )发明天然橡胶的硫化技术从而使得硫化橡胶能够用于轮胎的那时起,到1907年电木诞生的68年间,是否有人使用过帘子线来增强橡胶。据估计应该晚于1907年,因为直到20世纪20年代棉线才作为第一代帘子线大量用于橡胶轮胎。

1932年是复合材料发展史上另一个值得纪念的时刻。那一年,从美国普渡大学毕业并在俄亥俄州的欧文斯伊利诺玻璃公司( owes-llinois Glass Company )工作仅一年的36岁工程师斯莱特( Games Slayter )偶然将压缩空气引入了熔融的玻璃,意外地得到了玻璃纤维,更重要的是用这种方法可以进行连续抽丝。这虽然不是人类第一次制得玻璃纤维,但却是第一次能够大规模工业化地制造连续纤维。

斯莱特在1938年获得了该发明的美国专利并在同年出任欧文斯科宁玻纤公司( Owens Corning Fiber glass Corp. )的技术副总裁,该公司是1935年由欧文斯伊利诺公司和科宁公司( CorningGlass Works )共同组建并采用斯莱特技术生产玻璃纤维的专门公司,迄今仍然是全世界最大的玻纤公司之-。

玻璃纤维最初的使用并是用来制造复合材料,而是作为建筑物隔热保温层,但是它们很快就显现出了作为复合材料增强体的巨大潜力, 并作为玻璃纤维的高端用途延续至今,现在广泛用于先进复合材料的高强度高刚度S和S2玻璃纤维,就是OC公司的新一代增强纤维。特别值得一提的是 ,由于玻璃纤维相对于其他增强纤维,如碳纤维或芳纶纤维,对雷达微波的透明度极高,因此它们一直是制造航空和地面雷达罩复合材料增强体的良好选择。

来源:《纤维复合材料》


 
 
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