夾芯材料

用于復合材料夾層結(jié)構(gòu)的夾芯材料主要有:硬質(zhì)泡沫、蜂窩和輕木三類。硬質(zhì)泡沫主要有聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚醚酰亞胺(PEI)和丙烯腈一苯乙烯(SAN或AS)、聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)、發(fā)泡聚酯(PET)等。

蜂窩夾芯材料有玻璃布蜂窩、NOMEX蜂窩、棉布蜂窩、鋁蜂窩等。蜂窩夾層結(jié)構(gòu)的強度高，剛性好，但蜂窩為開孔結(jié)構(gòu)，與上下面板的粘接面積小，粘接效果一般沒有泡沫好。

輕木夾芯材料是一種天然產(chǎn)品，市場常見的輕木夾芯主要產(chǎn)自南美洲的種植園，由于氣候原因，輕木在當?shù)厣L速度特別快，所以比普通木材輕很多，且其纖維具有良好的強度和韌性，特別適合用于復合材料夾層結(jié)構(gòu)。

夾芯材料的應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，涉及能源、航空航天、船舶、交通運輸、建筑等領(lǐng)域。

飛機的主要部件，如機身，機翼和尾翼可采用PVC泡沫夾芯材料復合結(jié)構(gòu)，同時使用丁二烯。在生產(chǎn)中不必進行高壓高溫處理。飛機的重量得以減輕。直升飛機最新一代復合螺旋槳葉采用密度較低、可耐大多數(shù)溶劑且可經(jīng)受高壓蒸煮溫度和壓力的PMI泡沫夾芯材料。它采用傳統(tǒng)預浸工藝制造。這種新型復合螺旋槳葉的壽命可達10000h/L，是先前金屬槳葉壽命的十倍。今天超輕型競賽飛機、飛機模型和現(xiàn)代"超級風車"的槳葉都使用了輕質(zhì)木質(zhì)夾芯材料。

常規(guī)的交聯(lián)PVC泡沫己在船舶中廣泛應(yīng)用。瑞士海軍的護衛(wèi)艦使用了28、13.5、0.09m片狀構(gòu)造的丁二烯蜂窩夾芯材料。聚氨酯(PU)發(fā)泡夾芯材料也常用于船舶的建造。80kg/m3高密度泡沫可應(yīng)用于承載部件如船舷等;80~120kg/m3的泡沫專門用作甲板和上部構(gòu)造的芯材。硬質(zhì)PU泡沫廣泛用于水槽、絕緣板、結(jié)構(gòu)性填料和充空填料。大型冷藏拖網(wǎng)魚船很多是整體成型的夾芯結(jié)構(gòu)，用玻璃布制作內(nèi)外蒙皮，夾芯材料的厚度為100mm。該類船具有輕質(zhì)、高強、耐海水腐蝕、抗微生物附著以及吸收撞擊能。很多游艇的船底、表面使用了標準的輕質(zhì)木，以保證最大的剪切和擠壓強度;船前部和甲板使用了密度較低的輕質(zhì)木;隔壁面板室內(nèi)地板和家具也使用了輕質(zhì)木夾芯材料。

在多雜物(浮木等)漂浮的巴拿馬運河中營運的快速渡輪，其抗破壞能力應(yīng)是首先考慮的，其次是總重量輕以保證渡輪的速度。由于這些原因，一種線型PVC泡沫芯材被選作船殼底材，另一類型的PVC泡沫芯材作船殼側(cè)面材料和舷側(cè)突出部。部件使用玻纖增強表皮層和真空袋膜工藝;甲板和船艙側(cè)面使用橫紋輕質(zhì)木夾芯材料，其表面用交聯(lián)環(huán)氧樹脂/玻纖板材做艙房表皮層，以保證渡輪達到ABS標準。

交聯(lián)的PVC夾芯材料在鐵路運輸中得到廣泛應(yīng)用，并用于公共汽車和有軌 電車及摩托車等。一級方程式賽車模仿自然蜂窩結(jié)構(gòu)，使用空心六邊形管相互作用增強原理制作芯材。賽車具有高的抗沖擊強度和能量吸收能力。比賽用自行車也采用這種蜂窩結(jié)構(gòu)芯材。法國制造的鐵路冷藏車采用 PVC泡沫夾芯材料提高隔熱效果。其它夾芯材料用于運輸車輛主要是利用它們的絕緣性，如聚異氰酸酯絕緣泡沫塑料等。

夾芯材料在建筑上的應(yīng)用十分廣泛。在內(nèi)外墻上使用纖維板、膠合板等各種夾芯材料，使墻壁具有隔音、隔熱、輕質(zhì)、高強等優(yōu)點。由于頂棚強度要求不太高，只要求重量輕、剛性好，有一定防火、保溫性能，其次是美觀和價格便宜，安裝方便，因此通常采用各種纖維芯材和PE鈣塑泡沫芯材等。其它夾芯材料用在建筑上主要是利用它們的絕緣性。

夾芯材料是風電葉片的關(guān)鍵材料之一，為增加結(jié)構(gòu)剛度，防止局部失穩(wěn)，提高整個葉片的抗載荷能力，在葉片的前緣、后緣以及剪切肋等部位，一般都會采用夾層結(jié)構(gòu)。

用于風電葉片的夾芯材料主要有交聯(lián)PVC泡沫、Balsa輕木和PET泡沫。典型的設(shè)計方案是，把強度較高的Balsa輕木(密度為150 kg/m3)用于承受載荷較大的靠近葉根的部位，交聯(lián)PVC泡沫(密度為60 kg/m3)用于承載較小的靠近葉尖的部位，從葉根向葉尖方向，夾芯材料的厚度逐漸減小。也有葉片廠家只使用Balsa輕木或泡沫。

自二十世紀四十年代低密度的夾芯材料就已用于復合材料，它可提高彎曲強度、降低重量。具有相同負荷能力的夾層結(jié)構(gòu)要比 實體層狀結(jié)構(gòu)輕好幾倍。夾芯材料能夠降低單位體積的成本、削弱噪音與震動、增加耐熱、抗疲勞和防火性能等。夾芯材料的作用機理是將剪切力從表皮層傳向內(nèi)層，使兩個表皮層在靜態(tài)和動態(tài)載荷下都能保持穩(wěn)定，并且吸收沖擊能來提供抗破壞性能。

總結(jié)一下彩鋼板的夾芯材料都有什么?

彩鋼板的夾芯材料分為泡沫彩鋼板(化學名稱為聚苯乙烯彩鋼板)、巖棉彩鋼板、聚氨酯彩鋼板、紙蜂窩夾芯板、玻璃棉彩鋼板。

泡沫彩鋼板是一種有機材料，它具有保溫隔熱質(zhì)量輕安裝方便的特點。最近幾年使用的比較廣泛。有一種不好缺點是泡沫彩鋼板極容易燃燒，達不到國家的防火要求。

巖棉彩鋼板是彩鋼板系列中耐火性能最強的一種新型防火板材。是由天然的巖石，高爐鐵礦渣等經(jīng)高溫熔化成絲，再經(jīng)過固化成型。巖棉彩鋼板符合潔凈廠房二級消防要求，是室內(nèi)吊頂、活動房建設(shè)最理想的結(jié)構(gòu)用裝飾板材。它具有600℃的耐火性能，耐火等級達到A級。是聚苯乙烯的還有聚氨酯無法相比的。它的芯材是不可以燃燒的巖棉。

聚氨酯夾芯板由上下層彩鋼板加中間發(fā)泡聚氨酯組成，是當前建筑行業(yè)應(yīng)用比較廣泛的建材之一，具有良好的保溫、隔熱、隔音效果，加入防火材料的聚氨酯不助燃。

玻璃棉和酚醛泡沫夾芯彩鋼板比起泡沫，巖棉彩鋼板價格稍微貴些。 酚醛泡沫材料屬高分子有機硬質(zhì)鋁箔泡沫產(chǎn)品，是由熱固性酚醛樹酯發(fā)泡而成。它具有輕質(zhì)、防火、遇明火不燃燒、無煙、無毒、無滴落，使用溫度范圍廣(-196~+200℃)，低溫環(huán)境下不收縮、不脆化的特點。

1、夾芯彩鋼板安裝快捷，該復合板自重輕，拼接式安裝及可隨意切割的特點，決定其安裝的簡便，可大大的提高效益，節(jié)省工期。

2、夾芯彩鋼板重量輕，平方米重量低于14kg可以充分減少結(jié)構(gòu)負荷，降低結(jié)構(gòu)造價。

3、經(jīng)久耐用，多種研究顯示，及國外40年以上廣泛使用證實:經(jīng)特殊涂層處理的夾芯彩鋼板保質(zhì)期在10~15年，以后每隔10年噴防腐涂料，板材壽命可達35年以上。

4、有防火的性能，彩色復合夾芯板的面質(zhì)材料及保溫材料為非燃材料，完全能夠滿足防火規(guī)范要求。

5、外形美觀，壓型鋼板清晰的線條可多達幾十種顏色，和任何風格建筑的配合需要，達到令人滿意的效果。

6、保溫隔熱，該復合板常用保溫材料有:聚苯乙烯、巖棉、玻璃纖維棉、聚氨酯等，這些材料導熱系數(shù)低。從而被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑裝飾中。