环氧树脂复合材料的应用

第一篇：环氧树脂复合材料的应用

环氧树脂复合材料的应用

环氧树脂是先进复合材料中应用最广泛的树脂体系，它可适用于多种成型工艺，可配制成不同配方，可调节粘度范围大；以便适应于不同的生产工艺。它的贮存寿命长，固化时不释出挥发物，固化收缩率低，固化后的制品具有极佳的尺寸稳定性、良好的耐热、耐湿性能和高的绝缘性，因此，目前环氧树脂统治着高性能复合材料的市场。

(一)环氧树脂复合材料在航空工业中应用

40年代初，电子工业的需要，寻找一种适宜的材料，做防护军用飞行器的雷达天线，特别是防护战斗机及轰炸机上的雷达天线。采用雷达罩是用来防护气候对精密电子仪器的影响。玻璃钢具有优良的透雷达波性能，足够的机械强度和简便的成型工艺，使它成为理想的雷达罩材料。这是历史上第一次采用玻璃钢制造雷达罩，同时又大大地促进了玻璃钢材料的研究。

60年代玻璃钢技术在直升机领域的应用有所突破，如西德M．B．B．公司研制玻璃钢旋翼桨叶，逐步取代金属铝蒙皮／铝蜂窝夹层结构的金属桨叶。但由于玻璃钢的模量低，不能制造高强度的飞机结构件。

70年代初，随着硼纤维、碳纤维、芳纶纤维等相继出现，这些高级增强纤维的比刚度、比强度、耐疲劳性能等优于金属材料，由它们来增强环氧树脂组成的复合材料，已在飞机的主结构件(主受力件)上得到应用。近10多年来，考虑到这些高级增强纤维的价格都比较高，为了更合理的用材，大力开发混杂复合材料(Hybrid Composites)的研究。以复合材料在飞机发动机中的应用为代表。美国两家喷气发动机制造厂：通用电器—飞机发动机事业集团公司(GE—AEBG)和普惠公司，以及其它一些二次承包公司，都在用高性能复合材料取代金属制造飞机发动机零部件。如发动机舱系统的许多部紧推力反向器、风扇罩、风扇出风道导流片等都用复合材料制造。如发动机进口气罩的外壳是由美国聚合物公司的碳纤维环氧树脂预混料(E707A)叠铺而成，它具有耐177℃高温的热氧化稳定性科壳表面光滑如镜面，有利于形成层流。又如FW 4 0O0型发动机有8 0个149℃的高温空气喷口导流片也是用碳纤维环氧预浸料制造的。在316℃这一极限温度以下的环境中，复合材料不仅性能优于金属，而且经济效益高。据波音公司估算，喷气客机重量每减轻一磅，是飞机在整个使用期限内可节省 100 0美元。据法布莱特公司估算，美国第年约有100万磅复合材料用于制造喷气飞机发动机零件，销售额高达5000万美元。目前环氧树脂的连续使用温度最高约在280℃以下，近来DOW化学公司的一种多功能团环氧树脂Tactlx742，用二氨基二苯砜固化剂；制成的制品玻璃化温度Tg＞310℃，可用于制造喷气发动机零件。

(二)环氧树脂复合材料在航天工业中的应用

宇航技术对结构材料高比模量、高比强度的要求，特别严格，使先进复合材料成为宇航技术必需的材料。作为结构材料的基作树脂基本上都采用环氧树脂。其主要的应用范围如下：

1、固体火箭发动机壳体 在50年代末，采用纤维缠绕成型的玻璃钢壳体取代钢壳，使结构减轻50％一60％。后来，“三叉戟1”、M X的三级发动机壳体全部采用芳纶／环氧树脂体系，重量又比玻璃钢的同尺寸壳体减轻50％。在阿里安运载火箭许多结构件均用碳纤维／环氧树脂制造。

2．战略导弹上的应用 美国已采用JFRP作弹头结构壳体、仪器舱、级间段等50多个分系统部件。据洛克希德导弹与宇航公司称用碳纤维／环氧树脂制造的机构取代铝结构，可使结构减轻40％。

3、卫星和宇航器上的结构应用 卫星结构的轻型化对卫星功能及运载火箭的要求至关重要，所以对卫星结构的重量要求很严。国际通讯卫星VA中心推力筒用碳纤维复合材料取代铝后减重23kg(约占3O％),可使有效载荷舱增加 450条电话线路，仅此一项盈利就接近卫星的发射费用。美、欧卫星结构重量不到总重的10％，其原因就是广泛使用了先进复合材料。

4．航天飞机上的应用 美国航天飞机上使用的结构复合材料总重约2吨，采用先进复合材料后减重410kg，而且明显减少了飞行过程中因复杂的温度环境引起的变形。航天飞机进入轨道后，用机械手投放和回收卫星，机械手上臂、前臂是用超高模量石墨纤维GY-70增强环氧制成的。总之，复合材料已成为宇航工业中不可缺少的关键材料。

(三)环氧复合材料在民用工业中的应用

凡是对机械强度要求高的增强塑料制品基本上采用环氧树脂作为基体。

1、玻璃钢的压力容 器和管道我国西安、北京、重庆、自贡已生产汽车用压缩天然气(CNG)瓶，北京已成为现在使用CNG公交车最多的城市。国内已经有4家企业生产环氧玻璃钢高压管。

60年代国内钢瓶十分紧张，采用纤维缠绕成型制造玻璃钢气瓶相当活跃，曾制定过部颁标准FC194-74，90R年修改后制定ZBQ23004一90。玻璃纤维增强塑料压力容器，以环氧树脂和616酚醛树脂体系为基体，40立升气瓶使用压力为 12MPa，使用寿命5年以上。上海材料研究所和临安玻璃钢厂合作，也采用纤维缠绕成型工艺，而使用环氧树脂一二甲基咪唑体系，其性能不亚于环氧一酚醛树脂体系。用此配方制成水研用的压力容器。

2、玻璃钢电机护环、套环等 护环套装于发电机转子两端，保护转子线圈的端部，防止在高速旋转时，受离心力作用它是发电机受力最大的部件之一，对强度和模量要求比较高，采用轻质高强的复合材料可以取代无镍反磁合金钢。

60年代末国内先后生产1.25W千瓦和2.5万千瓦两种发电机护环。后者由北京重型电机厂、杭州玻璃钢化工设备厂和上海材料研究所等单位合作，选用高强度(S)玻璃纤维和高模量(M)玻璃纤维进行缠绕，用62O7(脂环族)环氧树脂一酸酐体系树脂配方和AFG-90环氧树脂(缩水甘油胺型)——HK-021酸酐体系作为基体，使用多年情况良好。玻璃钢套环 3 0 00千瓦以下的在杭州玻璃钢化工设备厂生产，已在北京重型电机厂安装出厂30年，属于定型产品。此外，发电机定子线圈端都支撑环，装在定子线圈的鼻端，承受最大载荷是发电机发生短路的瞬间，亦采用玻璃钢制造，称为玻璃钢绑环。这种绑环安装在10万千瓦的气轮发电机上，已使用20余年。在国内最大的60万千瓦发电机用的玻璃钢锥壳(其作用类似于支撑环)也是用了10多年。玻璃钢绝缘子，有待于进一步开发研究。绝缘子的作用是把带电线路或带电零部件之间隔开，既要求绝缘又要求高强度，电绝缘何耐腐(室外用)，采用玻璃钢很适用。国外在露天的22万伏输电杆上的绝缘于已采用环氧树脂玻璃钢成批生产。

3、防腐蚀制品 通常不饱和聚酯树脂玻璃钢的力学性能在45℃以上强度就会明显下降，同时不饱和聚酯树脂耐碱性较差。如果在防腐蚀制品中要求强度高，耐温性好等则建议选用环氧玻璃钢。如上海市上钢二厂，在生产硫酸铁过程中，反应槽需要连续在120℃使用，选用环氧玻璃钢取得了很满意的效果。这种耐高温的反应槽是由临安玻璃钢厂制造的。

4、玻璃钢模具

(1)玻璃钢铸造模具 用玻璃钢制成的铸造模具，比木模、铝模的效果好的多，使用寿命长，通常在万次以上，价格也比较便宜。

(2)玻璃钢制品模具 采用喷射成型、树脂传递模塑(RTM)成型所需的制品模具，通常都用不饱和聚酯玻璃钢模具。笔者建议采用环氧树脂玻璃钢模具更好，具有模具强度高、使用寿命长、尺寸稳定性好等优点。

5、风力发电机叶片 我国做到长23m，国外已经超过50m。

6、碳纤维补强建筑结构

7、运动器材 高尔夫球杆、网球拍、羽毛球拍、壁球拍、滑雪板、渔具、自行车架等。

第二篇：环氧树脂模具的种类及其应用

环氧树脂模具的种类及其应用

作者：九九钢铁网论文资料参考 日期：2009-07-04 阅读：116

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一、概况

环氧树脂模具又称树脂模具，它具有制造周期短、成本低、特别适合形状复杂的制品和产品更新换代快速的工业领域；因此，在国外先进国家已得到广泛的应用，特别在汽车制造业、玩具制造业、家电制造业、五金行业和塑料制品等工业系统使用得更为普及。环氧树脂模具按不同的结构和用途，采用各种性能的环氧树脂、固化剂、增韧剂和填料（铁粉、铝粉、硅微粉、重晶石粉等）等配制成模具树脂，同时以玻璃纤维布和碳纤维布作增强材料而制成的。

环氧树脂模具按不同用途和技术要求，能设计出不同的环氧模具树脂配方组份。从国内、外环氧树脂模具实际应用统计，环氧树脂适合于制作以下几种类型的模具，在冷压模具方面有：弯曲模、拉延模、落锤模、铸造模等；在热压模具方面有：塑料注射模、注腊模、吹塑模、吸塑模、泡沫成型模、皮塑制品成型模等。环氧树脂模具的制造特点，是制造简易，快速，成本低；例如一些外形复杂、难成形的金属模具，用环氧树脂制造，采用浇注法或低压成形法，就能一次成形，无需大型精密切削机床，也可不用高级钳工。有些金属模具制造的周期要几个月至半年，采用环氧树脂模具一般只要3～5天就可完成，其成本仅仅是钢模的15～20％左右，而且树脂模具使用寿命很长，磨损了还可以很快修补好，继续使用。因此，环氧树脂模具的制造是一项打破传统机械加工工艺的新技术、新材料和新工艺。环氧树脂模具，在国外都是大型工厂设立的专门研制中心制造的，而在国内仅在于国防工业单位研制了一些，一般工厂企业都缺乏这方面的制造工艺技术和配方，所以在我国环树脂模具的应用、普及和发展的速度很缓慢。今后随着新材料、新技术的发展，环氧树脂应用技术的推广，环氧树脂模具的综合性能和制造技术被广泛了介和认识，环氧树脂复合材料性能的提高，树脂模具的制作工艺和应用工艺的简化，环氧树脂模具必然会得到飞跃的发展，成为新的高效率的低成本的先进模具。

二、环氧树脂模具的种类

1、环氧树脂冷压类型的模具

(1)弯曲模、成形模、拉延模、切口模等。

环氧树脂的复合材科主要用来制造凹凸模，可以浇注成形，也可以低压模压法成形，它可以冲压或拉延0.8毫米钢板2毫米以下的铝板，寿命在万次以上不磨损。对于大型拉延模具，如汽车驾驶室顶盖件，用环氧树脂制造模具显示出更大的优越性，无需大型切削机床。切口模用来制造结构复杂的大型零件，在凹凸模刃口部嵌以钢带。用环氧树脂制造的弯曲成形模具，冲压的另件有吊扇的风叶等，风叶型面尺寸要求很高，因关系到风量和使用效果等，环氧树脂模具固定在l O O吨冲床上冲压成形，冲压次数巳达三十余万次，树脂模具还在使用。

(2)落锤模

采用环氧树脂落锤模，可以冲压2.5毫米厚的铝板，1.5毫米厚的不锈钢板。树脂做的模具，协调性能好，工艺简单，制造周期短，比铝锌模缩短3／4时间，还可节省大量的有色金属，降低成本。

(3)铸模

关于铸模如模型、芯盒、型板等，采用环氧树脂制作铸模的优点：

① 树脂模具制造周期短，如铝模制造周期约一个月，而树脂模具制作只需3～5天② 树脂模具使用寿命长，如铝模用到二千次就要大修，而树脂模可用到二万次；③ 树脂模具修理简单、方便；

④ 树脂模具重量轻，劳动生产率高。

因此，国、内外巳普遍、广泛的应用环氧树脂制作铸模。结构形式：有树脂包复式模具和全树脂整体式模具。

此外，环氧树脂还能制作锤击模、爆炸成形模、液压成形模、拉伸模胎、移形模、检验模等，以上的树脂模具，大部分是用来制造飞机，汽车或火箭上的另部件。环氧树脂模具制造速度快，成本低、协调性能好，能解决一般金属模具制造中的技术难关。

2、环氧树脂热压类型的模具

(1)注腊模

用于压注腊型的模具，一般用金属制作模具，批量小的、要求不高的也采用石膏模。先用注腊模注出腊型，根据腊型再做成壳模，溶腊后浇注金属。树脂的注腊模，强度高，成型方便，光洁度高，耐磨性好，导热性稍差一些，在加工成形雕塑的型面时，经济效益就更高了。

(2)塑料注射模

随着工程塑料的飞跃发展与广泛的应用，塑料模具的制造，就更显出重要性了。环氧树脂注射模具是国内外正在努力突破的一项新技术。据资料介绍，环氧树脂注射模国外作为一种简易、快速模具，因为它成型快，外形精确，但缺点是耐热性差，因此，在树脂模具设计时应考虑冷却水管道，来提高注塑次数。我国也有几个单位在研制这类树脂模具，并取得了良好的应用，注塑次数巳达万次以上，环氧树脂模具型面无变化。在树脂模具配方设计上的优化和模具结构上的改进，使树脂模具的热态强度、导热系数都有较高的水平。因此，如果产品型面为雕塑的型面，机加工简直无法加工的，则更显出环氧树脂模具的优越性。

(3)吹塑模和吸塑模具

这类模具都要求环氧树脂配方固化物要有良好的热态强度和导热系数，它最大的优点是成形方便，这些树脂模具都属于开发应用中的模具。

三、制造环氧树脂模具的材料与性能

制造树脂模具的基体树脂有酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂等。在这些基体树脂中，环氧树脂的机械、物理性能最好，工艺性也好。所以现在都用环氧树脂制造模具，如现在最高强度的复合材料，就是环氧树脂与硼纤维、碳纤维等制成的。

基体树脂：常用的环氧树脂有双酚A环氧树脂，如；YD-128、E一

51、E一44等；线型酚醛环氧树脂F-44和F-45；氨基多官能团环氧树脂AFG-80、AFG-90；脂环族环氧树脂R-122等。根据不同树脂模具的机械强度要求、耐热性要求和精度要求选择基体树脂类型，再设计配方。

固化剂：胺类固化剂：脂肪胺、缩聚胺、芳香胺、改性芳香胺等；

咪唑类固化剂：2-甲基咪唑、改性咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑等；

酸酐类固化剂：甲基四氢苯酐、改性甲基四氢苯酐、氯桥酸酐、均苯四甲酸二酐等。增韧剂：LDY-050活性增韧剂、LDY-052反应型增韧剂、LDY-055海岛结构增韧剂、高聚合度聚硫橡胶、端羧基丁睛橡胶等。

纤维增强材料：玻璃纤维（布）、碳纤维（布）、硼纤维（布）等。

填料：硅微粉、铁粉、铝粉、铜粉、氧化铝粉、重晶石粉等。

环氧树脂模具复合材料，是由基体树脂、固化剂，增韧剂，填料和纤维增强材料等组成，起固化反应而达到高性能的模具树脂。根据不同模具不同的结构和技术要求，设计不同的配方，配方不同，其成形工艺，固化工艺也不同。

环氧树脂模具配方浇注体典型的力学、物理性能：

抗压强度：120～150 MPa

抗冲强度：25～38 KJ／m2

抗弯强度：110～160 MPa

布氏硬度：20～30 MPa

固化时收缩O.2～0.5％

四、制造环氧树脂模具的工艺方法

1、浇注工艺制造

按环氧树脂配方比例称量和混合，然后浇注入模型模具，按配方工艺要求，采用室温或高温固化成型。也可采用振动浇注工艺。

2、层压工艺制造

玻璃纤维或碳纤维增强的环氧树脂模具，在固化时不用压力的，在模型里层迭纤维增强材料并层层涂以环氧树脂混合料，称为接触层迭工艺。固化时如在加压下进行，可增加玻璃纤维含量，称加压层压工艺。

3、短玻璃纤维增强与树脂的混合物，能够在简易的金属模内成形。

总之，不同的模具，根据模具的结构、模具的类型、模具的技术要求来设计不同的环氧树脂配方和制造工艺，才能制造出良好的环氧树脂模具。

第三篇：环氧树脂检测

环氧树脂检测

同科研究所

一：环氧树脂介绍（003）

环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

二：环氧树脂理化性质

物质特性

环氧树脂具有伸羟基和环氧基，伸羟基可以与异氰酸酯反应。环氧树脂作为多元醇直接加入聚氨酯胶黏剂含羟基的组分中，使用此方法只有羟基参加反应，环氧基未能反应。

用酸性树脂的、羧基，使环氧开环，再与聚氨酯胶黏剂中的异氰酸酯反应。还可以将环氧树脂溶解于乙酸乙酯中，添加磷酸加温反应，其加成物添加到聚氨酯胶黏剂中;胶的初黏;耐热以及水解稳定性等都能提高还可用 醇胺或胺反应生成多元醇，在加成物中有叔氮原子的存在，可加速NCO反应。

三：环氧树脂主要检测项目

环氧树脂胶主要检测项目环氧当量无机氯

凝胶时间吸水率硬度外观比重粘度热变形温度触变性表面电阻和体积电阻

四：部分检测标准

GB/T 11115-2009 聚乙烯（PE）树脂GB/T 12007.3-1989 环氧树脂总氯含量测定方法GB/T 12007.2-1989 环氧树脂钠离子测定方法GB/T 12007.6-1989 环氧树脂软化点测定方法 环球法GB/T 12007.3-1989 环氧树脂凝胶时间测定方法GB/T 12670-2008 聚丙烯(PP)树脂GB 13116-1991 食品容器及包装材料用聚碳酸酯树脂卫生标准

同科研究所专业提供塑料检测、塑料成分分析、塑料成分检测、橡胶检测、橡胶成分分析等相关检测服务，出具国家认可的权威性数据报告。同科温馨提示：检测注意的问题—据在橡塑材料及制品检测行业有着最高权威的第三方检测机构同科橡塑研究所检测中心的专家王教授郑重提示，止水带性能检测是一个很专业且不容忽视的问题。在进行检测时，一定科学的确定检测项目，在“权威性、高效性、性价比”原则上，慎重选择专业的检测机构，以期获得客观可信的检测报告，一定不要盲目的选择检测机构和检测项目，切忌“盲目投医”。

第四篇：复合大豆磷脂粉生产与应用

复合大豆磷脂粉生产与应用

大豆磷脂是从生产大豆油的油脚中提取出来的产物，在大豆中的含量为1.2%～3.2%.它是由甘油、脂肪酸、胆碱或胆胺所组成的酯，能溶于油脂及非极性溶剂中。大豆磷脂的组成成分复杂，主要含有卵磷脂（约含34.2%）、脑磷脂（约含19.7%）、肌醇磷脂（约含16.0%）、磷酯酸丝氨

大豆磷脂是从生产大豆油的油脚中提取出来的产物，在大豆中的含量为1.2%～3.2%.它是由甘油、脂肪酸、胆碱或胆胺所组成的酯，能溶于油脂及非极性溶剂中。大豆磷脂的组成成分复杂，主要含有卵磷脂（约含34.2%）、脑磷脂（约含19.7%）、肌醇磷脂（约含16.0%）、磷酯酸丝氨酸（约含15.8%）、磷脂酸（约含3.6%）及其他磷脂（约含10.7%）.其中最主要的3种磷脂为：卵磷脂，是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成；脑磷脂，与卵磷脂的结构相似，它含的氨基醇是乙醇胺而不是胆碱；肌醇磷脂，是由甘油、脂肪酸、磷酸和肌醇构成。大豆磷脂在畜禽体内脂肪代谢、肌肉生长、神经系统发育和体内抗氧化损伤等方面发挥很重要的作用。近年来，大豆磷脂作为饲料添加剂代替部分脂肪已初步应用于饲料工业。

1大豆磷脂的理化性质

纯净的大豆磷脂在高温下是一种白色固体物质，由于精制处理和空气接触等原因而变成淡黄色或棕色。大豆磷脂溶于油脂、脂肪酸和苯、乙醚等有机溶剂，部分溶于乙醇，极难溶于丙酮和乙酸甲酯，不溶于水。磷脂具有亲水胶体的性质，遇水时能吸水膨胀，从而使其在油脂中溶解度大大降低，从油中析出。在磷脂分子中，有磷酸根和氨基醇亲水基团及碳氢键疏水基团，故磷脂能起表面活性剂作用，能使水、油两个不相溶的相形成稳定的乳胶体，这是因为磷脂在水、油两相之间形成一个界面层而降低油与水之间的表面张力，成为很好的乳化剂和分散剂。磷脂在空气中或阳光中不稳定，易氧化酸败而变黑，但在油脂中却比较稳定。磷脂的耐热性能较好，但温度超过150℃会逐渐分解。磷脂在酸碱条件下易水解，其产物为脂肪酸、甘油、磷酸、氨基醇及肌醇等。

2大豆磷脂的种类

根据大豆磷脂加工工艺的不同，可将其分为以下几个类型：

2.1天然粗制磷脂

由大豆精炼油的副产品（油脚）真空脱水而制得，亦称为浓缩大豆磷脂。产品的丙酮不溶物（磷脂和糖脂）含量为60%～64%,大豆油含量为36%～40%.2.2改性大豆磷脂

由浓缩大豆磷脂经化学改性而制成，具有较好的亲水性和水包油（O/W）乳化功能。改性方法主要有3种：物理法、化学法和酶法。其丙酮不溶物含量与天然粗磷脂含量相同，但其乳化性和亲水性能较浓缩大豆磷脂有显着提高，因此在饲料添加性能、液体饲料制备和能量的消化吸收方面有更大的优势，在饲料中应用广泛。

2.3粉末大豆磷脂

浓缩大豆磷脂经丙酮脱除油脂后的高纯度磷脂产品，也称脱油磷脂粉。色泽为米黄色或浅棕黄色，呈粉粒状，丙酮不溶物含量为95%～98%.2.4精制大豆磷脂

经丙酮沉淀制得的粉末大豆磷脂可经乙醇油提进行纯化，乙醇处理后分为醇溶部分和醇不溶部分。醇溶部分磷脂酷胆碱含量高，增强了其亲水性，是O/W型乳化剂；醇不溶部分分为磷脂酸乙醇胺和磷脂酷肌醇，是W/O型乳化剂。

2.5磷脂油

植物油和脂肪酸稀释的磷脂产品，粘度低，易于泵送或喷涂。磷脂含量一般为30%～52%.2.6粉状大豆磷脂

液态磷脂加载体而形成的固体粉状产品。磷脂含量为10%～50%.2.7漂白大豆磷脂

粗磷脂经过过氧化氢漂白后进一步脱水所得的产品，含水量小于1%.3大豆磷脂的生理营养作用

大豆磷脂产品的主要成分有油脂、磷脂、胆碱、不饱和脂肪酸和维生素E等。磷脂是生物膜的重要组成部分，是动物脑、神经组织、骨髓和内脏中不可缺少的组成部分，对幼龄动物的生长发育非常重要。大部分磷脂以脂蛋白复合体的形式存在于细胞壁基质、细胞膜、髓鞘、线粒体和微粒体中，其作用是使非极性物质具有很高的通透性。磷脂还参与脂类的代谢，促进饲料中脂类的消化。吸收、转运和合成，防止脂肪肝的产生。磷脂不仅参与脂肪酸的代谢，而且改善维生素 A的吸收。磷脂还参与钠离子与钾离子的活动，激活一些神经组织。磷脂与不饱和脂肪酸中的必需脂肪酸作为组织细胞不可缺少的成分，还可增强组织器官功能，提高动物机体免疫系统活力，增强抗应激能力和抗病力。胆碱可节约动物体内部分蛋氨酸。油脂中的亚油酸、亚麻酸是动物体不能合成的，是细胞结构和机体代谢不可缺少的，必须从饲料中摄取。维生素E具有抗氧化作用，保护饲料中的其他维生素和不饱和脂肪酸。

4大豆磷脂在动物生产中的应用

4.1预防脂肪肝

鱼类营养性脂肪肝严重影响鱼的生长、肉质和抗病力；鸡的脂肪肝可导致产蛋率下降、死亡率升

高。脂肪肝综合症的生理原因主要是缺少磷脂，因为磷脂对脂肪代谢是非常重要的。磷脂分子具有乳化特性，所含的不饱和脂肪酸能酯化胆固醇，在血液中调节脂肪、胆固醇的运输和沉积。动物在肝中合成磷脂，并可通过形成脂蛋白不断把这些脂肪转运到肝外。脂蛋白是磷脂、胆固醇、甘油三酯和阿扑蛋白的复合物，如无足够的磷脂，脂蛋白便不能形成，肝内则会充盈脂肪。由于肝壁薄组织被脂肪浸润，其他重要的化学过程和合成就不能顺利进行，这样机体的其他有关功能将受到影响。因此，在饲料中补充一定量的磷脂，使脂蛋白的合成顺利进行，肝内的脂肪便可输运出，预防脂肪肝的发生。曹俊明等（1997）对草鱼的研究表明，当饲料中添加一定量的大豆磷脂时，草鱼肝脏脂肪脂质含量大幅度降低。

4.2改善动物的体脂构成

在饲料中添加适量的大豆磷脂可提高屠宰率、降低腹脂和改善肉质。由于大豆磷脂产品含有一定量的不饱和脂肪酸，如二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）,动物采食含大豆磷脂的饲料，其体脂中这些不饱和脂肪酸的含量会相应提高，从而达到改善体脂的目的。邵邻相等（1996）在高脂日粮中添加大豆磷脂饲喂大鼠，结果大鼠血清中胆固醇、甘油三酯及极低密度脂蛋白含量明显降低，这说明大豆磷脂有降低血脂的作用。曹俊明等（1997）的试验表明，用含5%磷脂的饲料饲喂草鱼，52d后肝、胰脏的脂肪酸组成发生了变化，EPA和DHA含量显着升高，说明大豆磷脂可改善草鱼体脂构成。王若军等（1997）的试验表明，大豆磷脂可完全替代肉鸡日粮中的豆油，可提高屠宰率，降低腹脂和改善肉质。

4.3提高生长效率和饲料转化率

4.3.1猪

国内外的研究表明，在仔猪断奶后14d内由于胆汁分泌不足，仔猪对脂肪的乳化能力较弱。在仔猪饲料中添加磷脂可提高日粮粗蛋白质和能量的消化率，减少因消化不良导致的腹泻，促进代谢，改善增重和饲料转化率。Gunther（1994）研究表明，在断奶仔猪日粮中添加0.2%脱油大豆磷脂，仔猪的日增重比对照组提高9.5%,料重比降低7.5%;添加0.6%日增重提高17.1%,料重比降低12%.甘溢凌（2000）进行的大豆磷脂对断奶仔猪的试验表明，添加大豆磷脂组仔猪日增重提高6.8%,节约饲料约5.4%.在生长猪日粮中添加大豆磷脂也有同样的效果。李立（1999）的试验表明，生长猪日粮中添加5%大豆磷脂，日增重可提高7%.4.3.2牛

有研究证实，添加磷脂可显着改善小牛对人造奶中非乳脂的消化率。在小牛饲料中添加大豆磷脂40～50g/d,5个月中试验组平均日增重为870～880g,比对照组提高53%～64%.同时在饲料中添加磷脂和脂肪，可解决给小牛喂酪蛋白、乳糖、矿物质和维生素的合成日粮时出现的代谢紊乱和生长迟缓问题。

4.3.3家禽

有研究报道，在肉仔鸡料中添加磷脂可改善仔鸡的生长状况，并可增加肝中维生素A的贮存，促进骨的生长。耿庆辉（1996）的试验表明，在肉鸡日粮中添加2%改性磷脂，可提高增重7%～10%,饲料报酬提高5%～8%;给产蛋鸡饲喂含1.5%大豆磷脂的饲料，产蛋率提高9.9呢，饲料报酬提高9.2%.常开成（1998）用浓缩大豆磷 脂全部替代蛋鸡日粮中3%的油脂，添加磷脂组蛋鸡多产蛋7.l%,蛋白质消耗减少7.2%.4.3.4水产动物

鱼类在孵化后的快速生长中，需要丰富的磷脂来构成细胞的成分，当磷脂的生物合成不能充分满足仔鱼的需求时，需要在饲料中添加磷脂。另外，饲料中的磷脂还能促进甲壳动物对胆固醇的利用，提高甲壳动物的生长和成活率。虾在不同生长时期对磷脂的需要量不同，幼虾因不能合成足够的磷脂供生长和代谢的需要，因而幼虾对磷脂的需要量高。Abramo等（1981）的研究证明，龙虾需要卵磷脂以确保它在脱壳期间的生存。日本科学家指出，日粮中含0.5%～l%的磷脂对幼虾的生长和成活是必需的。薛永瑞等（1989）的试验表明，在鲤鱼饲料中添加2%的改性大豆磷脂，比对照组增产30.7%,饲料系数降低0.21,饲料成本降低了9.63%.Poston（1990）在饲料中添加4%或8%的大豆磷脂，明显降低了大西洋鲑的饵料系数。Kanagana等（1985）报道，在虾料中添加1%大豆磷脂可提高虾的生长速度和成活率。

5影响大豆磷脂应用的因素

随着畜牧业和饲料工业的飞速发展，饲料在市场上的竞争日趋激烈。大豆磷脂产品作为一种替代植物油，降低饲料成本的能量原料，被越来越多的厂家、养殖业户所重视和使用。但是，由于这种产品在国内处于刚刚开发阶段，技术尚不十分成熟，产品质量良莠不一，国内饲料行业又没有制定相应的质量标准，再加上有的使用单位对其性能与质量不清楚，所以该产品也给一些饲料加工企业及养殖户带来了很大的损失。近年来，东北地区的很多饲料加工企业应用磷脂后的质量事故；如饲料发霉、变质、肉鸡发生脑组织软化、白肌病、免疫力下降、腹泻、采食量下降，甚至拒食等。很多事故是由磷脂导致的或与磷脂有直接关系。

其次，由于粉末磷脂加工成本及使用成本较高，饲料工业中使用的基本上是粗制大豆磷脂，常温下为半固态，粘度非常大，用于饲料添加不能混合均匀，即便是高温流动状态下加入也难于混合。为解决磷脂在饲料中的混合问题，复合磷脂粉（粉状大豆磷脂）在近些年得到了很好的发展。

6复合磷脂粉的生产

复合磷脂粉的生产工艺很简单，就是将玉米膨化后与磷脂油混合即可。

目前，东北地区有众多厂家生产复合磷脂粉，我公司的膨化机用户也有很多从事该产品的生产。需要注意的是，复合磷脂粉中的膨化玉米比普通膨化饲料玉米膨化度高，要求较高的吸附性能，以生产出含脂肪及磷脂较高的产品。我们的用户一般采用45～50%的膨化玉米粉吸附50～55%的磷脂油，终产品为浅黄色至棕黄色粉状，具有大豆磷脂及膨化玉米固有香味，含磷脂、豆油、蛋白质、碳水化合物、胆碱（0.8%-1.1%）、必需脂肪酸（16-20%）VE等，主成分：粗脂肪≥50%、粗蛋白4-7%、磷脂≥30%、水分≤6%、酸 价≤20%、粒度（目）20-30、能量（大卡/千克）≥6000.7复合大豆磷脂粉的应用

复合大豆磷脂粉可提高饲料的能量和营养价值；提高饲料转化率，降低饲料系数；改善饲料的适口性，具有诱食作用；提高制粒的物理质量和产量，减少饲料在挤压成形时的粉料损失和能量消耗；防止粉尘飞扬和饲料自动分级；减少水产饲料中水溶性营养素的溶失；改善水产饲料在水中的漂离和沉降；减少饲料浪费和水质污染；促进脂质消化吸收，预防脂肪肝；促进幼龄动物生长发育，提高成活率；提高动物生长速度和生产性能；提高动物繁殖能力，增强动物机体抗病能力；便于饲料加工，可替代部分油脂和合成氯化胆碱。

7.1 肉禽用

改善适口性，缓解应激，缩短出栏时间。

提高免疫系统，增强抗病力，有效预防脂肪肝、腹水综合症及猝死症。提高屠宰率，降低腹脂，改善肉质风味，有效增加肝重。全增重率提高5%,成活率提高1.5%,料肉比降低2%,代谢能≥5.69MCal/kg直接添加 ,前期1.5～3%,中期2.5～4%,后期3.5～5%.7.2 蛋禽用

提高蛋壳质量，减少破蛋、白班蛋及肉班蛋，改善蛋黄质量，增大蛋卵个头。提高受精率、孵化率。增强免疫系统活力，缓解应激。

产蛋率提高越5%,枚蛋增重2.5克左右。产蛋高峰期延长半月之久。直接添加，蛋禽2～5%.7.3乳猪、仔猪、育肥猪用

有效降低粉料的粉尘量。

改善适口性，促进生长，提高成活率，缩短出栏时间，缓解应激。增强抗病力和仔猪的御寒能力。成猪皮薄细腻，皮毛光亮，瘦肉率提高。提高增重：仔猪5%,生成猪3%,降低料肉比，仔猪：2%,生长猪：1%左右。消化能5.19MCal/kg.7.4水产用（鲤、鲫、鳗、虹鳟、鲑鱼、罗非鱼及虾、蟹、甲鱼等）

提高饲料颗粒质量，减少水溶性维生素在水中的散失，具有诱食作用改善适口性。提高成活率，特别是甲壳类在幼苗和脱壳期的成活率。增强免疫系统活力，缓解应激；有效预防脂肪肝，肾脏和肠内出血、贫血等疾病，磁降低体侧弯及大腹腔发生率，保持自然条形。提高越冬和运输成活率。

有利色素沉积，保持天然体色，并提高机体组织磷脂含量，改善肉质风味鲤鱼增重越15%,成活率提高2%,饲料系数降低15%.消化能直接添加，3～5%.

第五篇：松木桩复合地基的应用

松木桩复合地基的应用

作者:王瑞杰

摘要:本文通过对软土地基以及松木桩复合地基工程特性的分析,建立了松木桩复合地基的力学模型,提出了松木桩复合地基的设计方法。

关键词:软土地基 松木桩 复合地基 承载力

前 言

软土地基是一种不良地基,它的成因和物质都较为复杂,按成因可分为第四纪后期在滨海、湖泊、河滩、三角洲等地质沉积而成;人工填土;吹填土等,普遍存在于我国沿海地区。软土地基是一种呈软塑到流塑状态饱和(或接近饱和)的粘性土,常含有机质,其天然孔隙比常大于1。当天然孔隙比常大于1.5时,称为淤泥质土(淤泥质粘土,淤泥质亚粘土)。软土地基由于含水量较高,孔隙比较大,因而导致软土地基的承载力低,抗剪强度低,压缩性强,渗透性小。软土地基浅基础的承载力特征值一般只有40-70Kpa,不能承受较大的荷载。在软土地基上的建筑往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题。对于一般四层至七层的砌体承重结构房屋,最终沉降量约为0.2—0.5m,对于荷载较大的构筑物(水池、储罐)基础的沉降一般达到0.5m以上,有些达到2m以上。过大的沉降和不均匀沉降将引起建筑物基础标高的降低,影响建筑物的使用功能,或造成倾斜、开裂破坏。因而常常要采取措施进行地基处理。

对软土地基常见的处理方法有换填法、砂石挤密法、水泥搅拌桩、预制桩等。目前,在江浙一带使用较多的是予应力混凝土管桩。以上几种地基处理方法造价偏高,对场地和施工要求高,常用于较大的建筑物。而松木桩复合地基对于处理一些低层建筑、水池、机器设备基础,则具有施工方便、建筑材料易取、经济效益明显的优点。

一、加固软土地基的原理

采用松木桩加固的软土地基属于复合地基。复合地基是由天然地基土和桩体两部分组成。松木桩复合地基同其它复合地基相比,除桩的材质不同外,其余均有相似之处,其加固机理:一是桩体的支撑作用:松木桩复合地基以松木桩取代了与桩体体积相同的低模量、低强度土体,在承受外荷时,地基中应力按桩土应力比重新分配。应力向桩体逐渐集中,桩周土体所承受的应力相应减少,大部分荷载由松木桩承受。由于桩的强度和抗变形能力均优于土体,故而形成后的复合地基承载力、模量也优于原土体,从而达到减小变形,提高承载力的效果。二是挤密作用:松木桩施工时,采用锤击打入,桩孔位置原有土体被强制侧向挤压,使桩周一定范围内的土层密实度提高,起到挤密作用。松木桩复合地基在施工中对桩间土体的挤密作用,使桩间土密实,从而使桩间土的承载力得到提高,压缩性降低。

二、松木桩复合地基的设计计算原理

1、松木桩复合地基承载力确定;

松木桩复合地基同其它复合地基相比,除桩的材质不同外,其余均有相似之处。根据桩、土相互组合共同承受上部荷载的特点,这种地基可参照《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中复合地基计算公式进行设计,即:

Fsp,k=m*Ra/Ap+ß(1-m)fsk 1

式中:Fsp,k为复合地基承载力特征值,kpa;

m为面积置换率,m= Ap/ Ac;

Ac 为一根桩承担的处理面积;

Ra 为单桩竖向承载力特征值,Kn;

Ap为桩身截面积,m2;

ß为桩间土承载力折减系数,宜按地区经验取值,如无经验时取0.75-0.95;

fsk为处理后桩间土承载力, kpa, 宜按地区经验取值,如无经验时,可取天然地基承载力特征值;

2、松木桩单桩承载力特征值Ra确定;

松木桩单桩承载力特征值Ra由摩擦力和桩端承载力组成,即;

Ra=Up Σqsi li+qpAp 2

式中:Up为松木桩有效周长, m;

qsi 为第i层土的侧阻力特征值, kpa;

qp 为桩端土层的端阻力特征值, kpa;

li为第i层土的厚度, m;

Ap为桩身截面积,m2;

为防止桩的破坏,须对桩身容许承载力进行核算,并取较小值,即;

Ra=ΨσаAp 3

式中:Ψ为纵向弯曲系数,与桩间土有关,一般取1.0;

σ为桩身材料的容许应力,kpa,松木桩可参见《木结构设计规范》(GB50005-2003),取为3600 kpa;

а为桩身材料的应力折减系数,木桩取0.5;

Ap为桩身截面积,m2;

3、松木桩桩长与桩径的确定;

桩长主要取决于需要加固土层的厚度,一般视建筑物的设计要求和地质条件而定。应满足地基的强度和变形控制要求,通常桩长不宜长于5米,过长则施工困难,且不经济。桩径应根据工程地质等因素选用,一般为100-150mm,软基较深的地基宜选用较大的桩径。

4、单位面积松木桩的确定:

在桩长和桩径一定情况下,松木桩复合地基承载力主要取决于单位面积的桩数。设计中,我们可以根据设计要求的地基承载力值来确定单位面积松木桩的数量,即:

K=(Fsp,k-ß*fsk)/(Ra-ß*fsk* Ap)4

式中:K为单位面积松木桩数(K= m/ Ap),根/ m2;

其它符号同前。

5、桩距的确定:

松木桩布桩通常采用三角形和正方形两种形式,其桩距可按以下公式计算,即:

三角形布置 L=1.08√1/K

正方形布置 L=√1/K

式中:K为单位面积松木桩数(K= m/ Ap),根/ m2;

L为松木桩间距。

6、沉降计算:

复合地基的沉降包括两部分:一部分为计算复合地基加固区内的压缩量,另一部分为计算加固区下卧层的压缩量。所以,近似将加固区复合地基沉降与下卧土层沉降之和作为复合地基的总沉降量。

三、松木桩复合地基的适用条件

软土地基设计之前必须进行地质勘察和土工试验,只有查清土层和土质的情况,才能正确进行设计和施工。再者,必须从场地土层和土质的特点出发,对地基与基础的结构、施工及使用等方面进行综合考虑,通过方案比较,合理地选择地基处理方案。一般软土厚度小于8米较为适宜用松木桩处理。为了便于打桩,桩长5-7米为宜,可作端承桩。为保证桩尖能贯穿入持力层上部,可先开挖至基础埋深后再打桩。因松木含有丰富松脂,松脂能很好地防止地下水和细菌对其腐蚀作用,且价格也较为便宜。松木桩适用于地下水位较高的地层中,在这种条件下桩能抵抗真菌的腐蚀而保持耐久性。对于地下水位变化幅度大且有较强腐蚀性的地区,则不宜采用松木桩基础。松木桩复合地基对地基承载力的提高是有限的,所以只适用于三层及三层以下建筑,对沉降有要求的构筑物,设备基础等较小荷载的地基处理。

四、松木桩的构造要求、施工及检测

(一)、松木桩加固地基的设计构造要求:

1、它可应用于砂土、素填土、杂填土、粘性土及淤泥质土等地基土的浅层加固,加固深度一般为基底下1.5—8米,桩端应进入持力层0.5米。

2、松木桩应选用梢径100—150厘米的活性或尚有活性的松木或松木树梢。这类松木在地下水位以下,可经数百年而不烂,保持完好。

3、松木桩完成后,桩顶应设柔性褥垫层,褥垫层使桩间土的有效接触应力增加,提高了桩周土的抗剪强度,使得桩体承载力得到提高,对于地基的不均匀沉降也有一定的补偿作用。褥垫层一般采用15—25厘米厚碎石垫层。

(二)、松木桩施工及检测

在施工中,为使地基的挤密效果好,必须由基础四周由外至内施打松木桩,且桩宜梅花形布置,桩间距应大于3倍桩径。木桩采用松木,干燥后去皮,用防腐剂浸泡充分,端头削尖,以便沉桩,锤击端应以铁丝箍匝牢固,以防锤击时锤击端损坏。为保证桩尖能进入较坚硬的持力层,上部可先开挖至基础的埋深后再打桩。打桩完毕后,清除浮土,锯平桩头,然后铺设垫层。

对于处理后地基是否达到设计要求,可用长杆贯入仪来验证处理后地基的承载力。

五、结束语

实践证明,松木桩处理软弱地基时,具有施工方便,处理效果明显,材料来源广泛,施工速度快,工程造价省等优点,它可避免大量的土方开挖,因而在松木资源较为丰富的地区,用松木桩处理软弱地基在经济和技术上是可行的,它不失为一种处理软弱地基的有效手段。