船用玻璃钢/复合材料夹层结构中的泡沫芯材3

    PS泡沫。曾广泛用在船舶、冲浪板制造行业。虽然其具有质量轻 40kg/m3,成本低 ,易于机械加工等主要优点 ,但因力学性能差 ,很少在高性能船舶结构构件中使用。另外 ,这种泡沫不能和聚酯树脂同时使用 ,因为树脂中含有的苯会降解泡沫。PUR泡沫。与其他泡沫相比 ,其力学性能一般 ,树脂/芯材界面易产生老化 ,从而导致面板剥离。
作为结构材料使用时 ,常用作层合板的纵、横桁材或加强筋之芯材。有时 PUR 泡沫也能用于受载荷较小的夹层板中 ,起到隔热或隔音的作用。该类泡沫的使用温度是 150 ℃左右 ,吸声性能良好 ,其成形非常简单 ,但是机械加工过程中易碎或掉渣。PUR 泡沫价格相对便宜 ,发泡工艺也比较简单 ,采用液体发泡 ,国内国外有众多的生产厂商。SAN 泡沫。它属于热塑性材料 ,如加拿大 ATC公司生产的 Corecell 泡沫 ,主要是针对船舶市场而开发的。发泡制作工艺与线性 PVC 的工艺基本相同。性能也和线性 PVC基本相同 ,热稳定性能比线性 PVC好 ,相当于普通交联 PVC。大多数情况下 ,在船舶结构中可以用 SAN 泡沫代替线性 PVC 泡沫。
    PEI泡沫。由聚醚酰亚胺/聚醚砜发泡而成 ,具有很高的使用温度和良好的防火性能 ,不过其价位相对较高。但是这种泡沫可以在兼有结构要求和防火要求的部位使用 ,其使用温度为 -194 ℃~ +180 ℃。由于能满足严格的防火阻燃要求 ,适合在飞机和列车内使用。目前市场上有 Airex 公司的AirexR82 之 PEI泡沫。
    PMI泡沫。在相同密度的条件下 ,PMI 是强度和刚度高的泡沫材料。其高温下耐蠕变性能使得该泡沫能够适用高温固化的树脂和预浸料。PMI泡沫经适当的高温处理以后 ,能满足 190 ℃的固化工艺对泡沫尺寸稳定性的要求 ,适用于环氧或BMI树脂共固化的夹层结构构件中。PMI 泡沫采用固体发泡工艺制作 ,为孔隙基本一致、均匀的 100%闭
孔泡沫。目前市场上有德国德固赛 Degussa 公司生产的 ROHACELL 和日本积水化学公司生产的FORMAC之 PMI泡沫。
4  泡沫芯材的加工
    机械加工泡沫芯材。大多数泡沫芯材可以使用木工工具加工或成形 ,包括带锯 ,车削 ,穿孔 ,打磨和仿形。在切割过程中 ,因为材料的导热系数低 ,高密度泡沫的给进速度应略低一些 ,否则材料会发热 ,甚至烧焦。在加工泡沫以前 ,好先和制造厂家联络 ,因为每种泡沫的性能都有不同的特点。加工泡沫材料时 ,使用的锯条要求相邻的锯齿拌开 ,这样在锯切过程中 ,通过锯齿带出切割过程中产生的锯屑 ,
然后用真空装置吸除。
    特殊分格板。对于不同的用途 ,泡沫芯材的厂家可以提供各种不同的分格板 ,满足各种夹层结构外形的需要。常见的泡沫分格板如图 7 所示。其一面用玻璃纤维网格粘接 ,泡沫切成 2.54cm ×2.54cm 的正方形小块 ,这样泡沫板就可以自由变形.另外一种是 2 面切割 ,或 3 个方向切割。泡沫还是切割成 2.54cm ×2.54cm 的正方形小块 ,但是切割的深度是整个厚度的 2/3,参见图 8。这样泡沫板芯材有了一定的自由变形能力 ,但切割的主要目的是为了使树脂流动 ,且手糊过程中排出气体。此外一般厂家还可以提供表面有沟槽的泡沫芯材 ,参见图 9。表面沟槽的深度一般为 3mm,在面板相对较厚情况下 ,用作真空注射过程中的树脂流动通道。