美国复合材料FRP

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1、美国复合材料（FRP）工业发展概况顾培芷张刚翼1美国复合材料工业发展概况尽管当前美国经济不景气，复合材料工业却由于这种材料的轻质、高强和优良的耐久性而得到持续的发展，产值还在逐年增长。美国对复合材料/FRP的需求量几乎占世界需求的一半，据美国欧文斯康宁公司的数据，1960年美国FRP生产量为11.3万t，2002年生产量为190万t，并预计在未来五年中将以4－5％的速率连续增长。据美国CFA（复合材料制造商协会）统计，现今美国有130OO条复合材料生产线，有23.6万名雇员。复合材料产品中，约90％以上是玻璃纤维增强材料，约75％

2、用的是不饱和聚酯UP或其它热固性树脂，25％是热塑性树脂（尼龙、聚丙烯及聚丁烯对苯二甲酸酯PBT）。1.1复合材料的几个重要市场交通运输业占美国复合材料市场的最大份额，几乎是市场总额的1/3，在2001年使用了49.9万t的聚合物复合材料，仅次于交通运输业的是建筑工程业，包括桥梁建设，使用了30.6万t复合材料。耐腐蚀设备的应用（包括化工管道、石油、天然气等）他用了18.5万t，造船业使用15.1万t，电力电子行业使用15万t。风力发电行业显示出对复合材料市场增长的需求，复合材料风机叶片的长度已从10m增大到30m，每座风塔的发电

3、能力也从每年2.55万kw增长到150万kw。美国不少州已提出要购买来自可再生资源的电力，如德克萨斯表示，到2009年时其电力供应应有3％是来自可再生资源，在德州西部将新建一个有160座电塔的风电场。1.2汽车市场2002年美国的汽车及载重车用复合材料比2001年增加了1l％，即需求量从15.6万t增至17.4万t（据ACA即美国汽车复合材料协会），该协会十年来一直跟踪热固性复合材料在美国汽车工业包括中型及重型载重车方面的应用。在此期间，汽年用复合材料的市场份额稳定增长，主要产品是轿车外车厢板、卡车外部板、车厢板、底板、挡泥板及后

4、门等，预计美国汽车用增强热固性复合材料到2005年将会增长至22.7万t。欧文斯康宁公司复合材料部门的负责人表明该公司一直关注着复合材料的汽车市场并期待开发出更多的结构用复合材料如前脸、门框及保险杠等。汽车用复合材料部件中有1/3是模压的（SMC），ACA指出，美国福特公司的雷鸟车是复合材料应用的优秀典范，他们的体会是采用复合材料使部件的设计更加灵活、部件制造的工模具发用减少50％，雷鸟车的外车身板的60％仅用热固性复合材料。碳纤维复合材料正在受到美国汽车工业的瞩目，美国塑料协会前主席MikeDorney先生（美巴特公司塑料部副经

5、理）说他一直得到不少制造商有关碳纤维增强热固性复合材料的讯问以及对先进复合材料研究的合作态求，目前的问题是碳纤维的价格较高，但其优良的性能及减轻车重的作用对制造商来说具有巨大的魅力。通用汽车公司继续开发TPO基的纳米复合材料，将分散到分子尺度的粘土作为增强剂加入到树脂材料中；加入量为2.5％，制备出纳米复合材料。这种材料已经被商品化，其目标是将这种纳米复合材料用于汽车外部装饰非投入大批量生产。产值为12亿美元的旅游、娱乐车（RV）工业也是复合材料的另一大用户，他们使用带胶衣的FRP外侧板，为增加其刚性在板后面加有聚合木材的夹心结构

6、，用于车的前睑、后罩、车顶板、洗浴室及车内装饰及家具。CraneKem1high公司就生产带胶衣的半刚性板，以卷材供应，宽度可达2.9m，这种板材广泛地用于RV车制造业、他们采用聚酯／苯乙烯复合型树脂及连续玻纤光捻粗纱，将它们在一个运动着的皮带上混和并覆盖一层胶衣表面层，再将夹心材料通过一个压辊在上述卷带进入固化炉之前压入板材。1.3飞机、电子市场复合材料用于飞机制造的市场正在下降，主要是波音飞机的建造速度放缓所致，2002年有370架飞机交付使用，而2001年则有527架（据Hexcel报道，该公司是先进复合材料的主要供应商），

7、该公司还报道说，他们最大的经营部门即商业航空部的销售净额比2001年同期下降了27％，预计在2003年波音及空中客车均会进一步减产。Hexcel还报道说电子市场的销售净额比去年略低，主要是由于用轻质玻璃纤维织物制造的印刷线路板的需求量比去年降低，这些市场的销售净额降低的部分原因还归结于国家对航空／国防及工业市场的征税连续提高。然而，Hexcel的第二大部门即工业应用部的销售净额在2002年的第二季度比2001年同期增长了3．3％，主要是因为制造柔性人体防弹衣以及用于娱乐休闲和一般工业应用的复合材料需求量增加的缘故。这些市场在第二季

8、度的销售净额比去年同期增长17．9％。1.4休闲娱乐市场美国12．5亿元的旅艇市场是复合材料的大用户，尽管在当前经济动荡的条件下，依然正常发展。据美国Freedonia集团公司的预测，到2005年之前，美国对休闲娱乐船的需求将以每年6％的速度增长、