摘要，本文主要对耐腐”树脂的选择、固化体系的优化以及力学性能的设计等方面进行了研究。研究表明，间苯不饱和聚酯树脂能够满足防腐平台力学性能和耐腐蚀的要求；固化体系的优化在保证制品质量的基础上拥有效率较高的固化速率，为大批量的生产打下较好的基础；力学性能的设计证明．在纤含量为30%时在保证制品的力学性能基础上纤维能够充分发挥效力。
1    前言
    在化工领域，由于长期使用、老化、腐蚀、设计原因以及施工缺陷等因素，经常造成结构开裂、安全性能降低、抗震性能减弱、承载力不足等问题。复合材料防腐平台是在上世纪70年代兴起的一项技术，在美国每年有300亿美元的市场。防腐复合材料平台与其他材料相比具有效率高、补强效果好、耐腐蚀、重量轻、施工方便、不增加结构尺寸等优点，具有极大的研究推广应用价值及潜在的巨大社会、经济效益。
    本文主要通过对防腐平台原材料的选择、结构制品成型工艺的优化以及力学性能的设计，解决了防腐平台设计过程中所出现的一系列关键性的问题。
2    试验部分
    试验所用材料为邻苯型不饱和聚酯树脂（966），间苯型不饱和聚酯树脂（A407-901），乙烯基树脂；巨石拉挤专用纤维；过氧化苯甲酰，过氧化甲乙酮，过氧化苯甲酸叔丁酯；10%硫酸溶液，10%盐酸溶液，15％氯化钠溶液。
    试验所用仪器为拉挤机（自制）；可控温水浴设备；秒表；钟表。
    试验内容为：
    (1)耐腐蚀复合材料平台所用树脂的选择
    以同一个配方不同的树脂基体拉挤成型“工”字钢，然后测量他们的耐酸碱性，再参考其价格以选用合适的树脂基体。
    (2)固化体系的优化[-page-] 
    由于应用于防腐平台的拉挤结构复合材料的厚度比较大（一般为150#,250#），如不优化固化体系，在产品内部容易产生裂纹等现象。本试验通过对复合引发体系研究，制定出合适的固化体系。
    (3)力学性能的设计
    本部分主要根据构建防腐平台时“工”字钢所要承受的力设计出合适的纤维含量。
3    试验结果与分析
    (1)耐腐蚀复合材料平台所用树脂的选择
    选择耐腐蚀树脂时应遵循一下几个原则：①树脂的工艺性满足生产的要求；②具有综合的耐腐蚀和力学性能的要求。根据以上原则我们初选择了三种树脂，分别为一般不饱和聚酯树脂，间苯型不饱和聚酯树脂，乙烯基树脂。
    依照同样的配方不同的树脂基体成型的工字钢，经过耐酸、耐碱、耐有机化合物等试验所得出的有关结论如下表：
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    由上表可以看出，一般不饱和聚酯树脂能够达到耐碱/耐有机化合物的效果，但是对于耐酸有一定的反映，说明一般的不饱和聚酯树脂并不能满足耐酸性。间苯和乙烯基树脂很明显都能够满足应用的要求。考虑到生产成本的因素，我们终选择了间苯树脂。
    (2)  固化体系的优化设计
    对于150#,250#工字梁这样的大截面厚型制品，在生产过程中存在的主要缺陷就是容易产生内部裂纹，这是目前在复合材料制品研制中普遍存在的关键问题。往往是制品的厚度越大，产品的裂纹越严重。而复合材料固化时所放出大量的热量是产生这一原因的主要因素，因此，在产品研制中，固化体系的调整非常重要，它直接影响产品的质量，从而使产品的各项性能发生变化。
    随着制品的厚度增大，热传导延续，固化时间延长，产品中心达到反应温度的时间较长。如采用高温引发剂，制品传热慢，但放热温度高，就可能因短时间内高度放热不能散开而使部件开裂。采用低温引发剂，又会使固化时间过短不能满足工艺要求，这样就要仔细选择合适的引发剂。通过大量的凝胶试验，我们选取了过氧化苯甲酰、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯复合引发的固化体系，并通过试验选择了固化性能较好的引发配比。
    不同配比下凝胶试验结果（测试温度100度，树脂与填料配比为100/20），见表2。
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    从表中数据可看出，当w(BPO)/w(MEKP)/w(TBPB)/%添加比例为0.6/0.5/0.5或0.5/0.6/0.5时，树脂具有较快的固化速度和较低的放热峰。作为参考，在线试制使用了这两种配比，并进行了比较，终确定了0.6/0.5/0.5的固化比例，在温区设置为100℃/130℃/150℃．速度为0.15m/min的情况下，可以很好地控制住裂纹的产生，获得较佳的产品质量。
    (3)  力学性能的设计
    防腐平台不仅要求耐腐蚀，而且对力学性能的要求也较高。制品纤维含量如果较低时，制品在承受力时由于承受力的纤维较少而导致强度达不到一定的要求；制品纤维含量较高时，由于纤维的密度较大，而作为传递力的树脂相对较少，在受力时，纤维间容易分裂而导致制品达不到较高的强度。所以设计出合适的纤维含量既能节约生产成本又能达到一定的力学性能要求。
    以250#工字型材为例，当产品模量大于18 GPa时，其理论纤维含量必须满足下式：
    
    从上式可得出，V%必须大于30%。
    其中，所用纤维和树脂参数见表3。
    
    为了不大量浪费试验原料，在设计纤维含量时，根据公式算出的纤维含量范围内做一些针对性的试验。其纤含量分别为28%、29%、30%、32%、40％。
    不同纤维含量的工字钢模量如下表所示：[-page-] 
    
    从表4中可以看出，当纤维含量为29%时工字钢的模量为18. 17GPa，纤维含量由30%增加到32%时，制品模量只增加0.1 GPa，而纤维含量达到40%时，其模量又有所降低，这说明纤维含量超过30%时，制品的模量有走向平缓以致下降的趋势。由此生产过程中纤维含量可取30~32％之间。
4    结论
    研究表明，用间苯树脂作为材料的基体，通过复合引发体系对工艺参数的优化和纤维含量的终确定，可成型出满足防腐复合材料平台的使用要求的产品。以下为几种型号工字钢的检测指标：
    
    关于树脂基复合材料平台工程设计的理论和实践经验，在国内外一直都较为缺乏，这在很大程度上限制了复合材料平台的推广应用。我们在此次平台改造过程中，重点从材料选择、固化体系的优化和力学性能的设计等方面做了大量的系统化研究工作，制造了大型拉挤工字型材，并成功实现规模化生产，这在国内尚属例。