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基础知识
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
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:1969
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,上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。
这虽然不是人类次制得玻璃纤维,但却是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,迄今仍然是全大的玻纤公司之-。
玻璃纤维初的使用并
不
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》