从2007JEC展看复合材料新应用
一年一度欧洲大也是大的JEC复合材料展览会，4月在法国巴黎落下帷幕。这个备受关注的展会，实际上是复合材料工业发展的缩影，通过展会可了解到复合材料工业的新动向。今年展会的面积达4万平方米，比去年扩大了25%，展示了65种具有创新意义的新产品、新技术，3天内观众达2.5万人次。展会同时举办了23场各类研讨会。大会的宗旨是“协同努力共创复合材料的未来”。
笔者观察到2007年JEC的主要亮点是：
・突出创新的概念；
・突出高新技术的应用，如高性能碳纤维、高性能玻璃纤维、新工艺及新设备在各个领域的应用；
・突出环境保护的理念，强调减少能耗的技术及原材料，强调减轻装备重量的技术及原材料，强调降低污染、降低噪音的技术及原材料。
航空应用技术方面
美国HEXCEL公司开发了新型飞机发动机用隔音罩。当前在处理飞机发动机噪音技术方面，均需要在减噪部件的重量及其减噪效果方面反复权衡，然而飞机上不允许增加任何多余的重量。此部件可在没有增加结构件重量情况下，在很宽的声频范围内大幅度提高减噪性能。这种隔音罩是将一个具有可渗透性的复合材料罩嵌装在蜂窝芯体中，从而构成一个声学隔障，通过黏合剂将复合材料罩与蜂窝芯体相互粘结。隔音罩本身的减噪性能及其安装的部位，决定了其终减噪的效果。此隔音罩的材料是柔性的，从而使其声学隔障比传统的刚性嵌入式声学隔障大得多。这项技术可提供给用户进行推广，用户可根据对减噪水平的具体实际要求及减噪的带宽来设计其结构。此项技术也有可能应用在飞机发动机进气管上。
加拿大MARQUEZ公司开发了飞机用复合材料空气进气管。这种用连续玻纤及热塑性树脂制备的复合材料管，质轻，100%阻燃。先用热成型方法制备聚醚亚胺-玻纤片材，再成型制备成管材，材料为柔性，可成型至所需形状而不产生裂纹。该产品于2006年用于波音飞机及投弹手飞机。
美国STARFIRESYSTEM公司开发了碳化硅陶瓷刹车用回转转子，采用新型陶瓷基复合材料转子替代原有刹车器的金属转子，改善其摩擦性能，减轻其重量，大大改善了加速及刹车性能，降低了燃油消耗，不受环境温度及湿度的影响，减少刹车系统的重量，提高了耐久性。
展会上还展出了EADS公司开发的A400M军用运输机复合材料出货舱门，它安装在机舱身的加压部位，可承受极高的物理载荷，尺寸为6.5米×4米，是上应用在飞机上的大的复合材料部件。真空辅助加压成型，采用大量预成型件，喷注、固化一次完成，共3000个结点，不需昂贵的蒸压斧，在工业控温炉内进行固化，缩短了生产周期。
医学应用方面
瑞士ICOTECH公司开发了复合材料“颈椎板”，作为植入体替代原用的金属材料植入体。因为金属植入体会发生疲劳破坏，且对核磁共振检测的成像存在干扰。复合材料颈板是用连续碳纤维-PEEK（聚醚醚酮）制备的，有极佳的生物相容性及优异的抗疲劳性，射线具有穿透性，在医学应用方面，特别是测试成像方面颇具价值。
巴西PAPQ公司的聚酰胺基生物聚合物，采用植物油（如蓖麻油）为原料制备的这种聚合物，用于骨科，即骨的再植再造应用，它具有极佳的生物相容性，并能产生促进新骨生成的两种机制，该材料比现在应用的任何其他材料的价格都低廉，并可减少术后并发症。
英国TAT公司开发了碳纤维三轮轮椅，配置碳纤维椅座，三轴设计使之非常稳定，可在凹凸不平的地面上顺利行驶。座椅设计坚实，舒适。模压成型，可在8秒内拆卸轮子，造型优美，无需传统轮椅所用的金属管框架。
汽车工业应用方面
德国ITV公司开发的环型缠绕技术，用于压力容器制造。该项技术用于制备轴对称的复合材料部件，环形缠绕头上配置有标准的虹吸式树脂注入单元，湿发缠绕，在整体缠绕路径及全过程中几乎无树脂滴漏，树脂消耗量减少，缠绕机成为清洁工作站，杜绝了有害垃圾的产生。该项新技术将用于批量生产纤维增强高压容器，如用于未来汽车上的氢气贮罐。
意大利ATR公司制备的汽车发动机罩，为中空的整体部件，通体无一结点，造型美观，具有很高的机械性能，并可承受较高的工作温度。蒸压釜成型技术，并结合预浸料及手糊工艺。采用两种不同的环氧基树脂基体，可满足对部件的性能需求，如刚性、耐热性及外形等，采用新型夹层结构技术提高生产效率，可工业化生产，制造成本低。
一家意大利公司展出了旅宿赛车用拖车的结构件及内部部件，采用全新的概念来制备，即同时将两个半模翻铸后再组装并锁紧，得到的结构件尺寸为：长14米，高4米，宽3米。采用环氧乙烯基树脂，ISO-NPG胶衣及多轴玻纤。PVC芯材夹层材料用于墙面及地面。采用树脂渗注技术将玻纤浸渍。该项工艺适合制备非传统形状的旅宿赛车用拖车，特别是在赛季，用于拖运赛车及摩托车。
澳大利亚ICEPALET公司展出的复合材料运货车装货底盘，引起观众的目光，他们采用模压工艺一次成型。该底盘比木材底盘重量轻70%，耐磨性优良，使用寿命至少5年。高抗冲击强度，高装载能力，底盘上无钉子及尖角，故操作安全。且耐候性好，耐紫外线照射，于2006年投产。
当然，展会上有不少全复合材料的豪华轿车，令观众赞叹不已。
能源及工业建筑方面
欧文斯康宁公司的新型高性能玻纤增强织物（WindStrandTM），为制备优质、超长风机叶片，提供了可能。此种为新一代更轻质、更强力的风机叶片，如为4.5兆瓦风能机组的长度为56.5米叶片，以及为5兆瓦风能机组的长度为61.5米的叶片，可提高12%的风能产出，主要归功于该叶片在不增加重量的条件下，增加了长度以及风机优异的设计。叶片具有更高的机械强度及抗疲劳强度，造价具有竞争性，每千瓦的造价降低了3%～6%，并且造价比采用碳纤维制造的叶片低20%.
瑞士Scobalit公司展出了多功能屋顶结构系统，他们采用聚氨酯泡沫夹层结构、织物增强复合材料技术制备出大型复杂形状的屋顶结构，是集建筑学、结构学及力学为一体的产物。玻纤-聚氨酯泡沫夹层有优异的物理机械性能及优异的隔热性、气密性及吸音性。采用该项技术制备复杂形状部件而无需模具，只需简单地切割泡沫即可。安装成本低廉，估计市场消费价格为1250欧元/平方米，可进行工业化生产，便于运输，市场潜力巨大。
捷克KP公司采用快速缠绕技术（2.5米/秒）制备液化石油气贮罐，材料具优异耐压性能、防火性能及耐腐蚀性能，有总体安全防爆保证。制品呈半透明状，便于肉眼检测，在市场上替代钢瓶极具潜力，已在2006年投入市场。
工艺技术方面
瑞士EMS-GRILTECH公司展示了用于稳定碳纤维织物的可溶性结合纱，即采用含苯氧基树脂基制备的连续纱，将这种纱作为一种热结合剂，在成分上它与环氧树脂相容性好。用这种纱将碳纤维束或织物加以固定，成型后在树脂固化过程中溶于树脂之中，从而不会产生任何分层现象，采用该项技术制备高性能复合材料部件，同时也利于生产过程的自动化。
德国FIBROLINE公司开发了一种干法注入工艺来制备纤维复合材料。该项技术采用交变电场，将粉末状物料均匀地注入到任何多孔性基体内，对大件及小件制品均适用，确保精确的混合及均匀的注入，可同时注入粉末状阻燃剂。工艺为环境友好型，无需添加溶剂或水，降低能源消耗。
有趣的是，E-comp公司向复合材料界同仁提供一种在线软件工具，利用该软件，可快速计算出复合材料/模具/选材/工艺/造价之间的关系，是设计者及工程师相互交流的有力工具，主要用于提高中小型企业的竞争力，此项发明可免费下载。
造船工业方面
法国DJP公司展出了用于大型船舶发动机的复合材料水压控制装置，它由一个阀体及一个可分成两部分的导管所组成。该装置的重量仅为传统的钢或铸铁的1/7～1/8，且具有更高的机械性能及抗震性能。采用一次成型工艺，无需再次组装或粘结，使用寿命长，耐腐蚀，成本低廉。
加拿大EPDM公司推出了复合材料人力潜水艇，即复合材料壳体的人力潜水艇。采用玻纤/乙烯基树脂夹层结构，手糊工艺制备。整体结构为轻型，并具有更高的机械强度。这种产品比标准的金属产品具有更佳的上浮力。
运动及娱乐应用方面
法国SALOMON公司展出的100%碳纤维自行车轮，可在工业化生产条件下批量生产，生产周期短，交货迅速（15天，而通常需4～6个月），一次性成型，生产成本低。
法国NANOLODGE公司展出了碳滑雪杖，即采用碳纳米管增强环氧树脂制备的滑雪杖，重量轻、柔性好、抗冲击强度高，可进行批量生产，满足市场需求。
英国ROCAT公司开发了手划双体船复合材料外壳，即在闭模中成型整体的双体船复合材料外壳，在模型内铺放多层玻纤织物，通过管状膨胀袋在模腔内膨胀使之成型，再渗入树脂获得层状结构件。因整体成型壳结构无需组装或粘结，该项技术可减轻船体重量，改进其安全性。批已生产出3条双体划艇。
地面交通方面
APATECH公司开发了铁路轨道排水用复合材料排水沟。此项发明用于排除铁路及高速公路上的雨水及洪水，用玻纤-聚酯采用手糊工艺及模压技术制备复合材料排水沟，其重量仅为传统的增强混凝土排水沟重量的1/12～1/15.安装时无需重型机械，费用降低30%，使用寿命50年～70年，混凝土为20年。
法国SE公司推出的粉末状物料产品贮罐，贮罐直径3.5米，长12米，容积65立方米，空罐重量1200千克。采用高强碳纤维/玻纤织物增强乙烯基树脂，缠绕工艺。该贮罐符合欧洲运输法规，替代金属贮罐，比相同容积的金属铝贮罐重量减轻20%～30%，有效荷载增加，降低运输成本。抗腐蚀性优良，抗真空性能提高10倍以上，在采用气动卸载时此优点非常突出。
值得指出的是，派出了包括巨石集团、泰山玻纤、重庆国际三大玻纤巨头为的、有41家展商的、庞大的队，参加了此次展会，表明复合材料企业对国际重大商事的参与能力，及竞争能力已大大提高。 作者：顾培芷
