关于碳素纤维增强复合材料的特性及其在航模中的应用

第一篇：关于碳素纤维增强复合材料的特性及其在航模中的应用

关于碳素纤维增强复合材料的特性及其在航模中的应用T583-4程沛碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的强度。

碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。

碳纤维的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合，做也结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标，在现有结构材料中是最高的。在旨度、刚度、重量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。

碳纤维是50年代初应火箭、宇航及航空等尖端科学技术的需要而产生的，现在还广泛应用于体育器械、纺织、化工机械及医学领域。随着尖端技术对新材料技术性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不断努力提高。80年代初期，高性能及超高性能的碳纤维相继出现，这在技术上是又一次飞跃，同时也标志着碳纤维的研究和生产已进入一个高级阶段。

由碳纤维和环氧树脂结合而成的复合材料，由于其比重小、刚性好和强度高而成为一种先进的航空航天材料。因为航天飞行器的重量每减少1公斤，就可使运载火箭减轻500公斤。同样，收音机重量的减轻也可以节省油耗，提高航速。所以，在航空航天工业中争相采用先进复合材料。有一种垂直起落战斗机，它所用的碳纤维复合材料已占全机重量的1/4，占机翼重量的1/3。据报道，美国航天飞机上3只火箭推进器的关键部件以及先进的MX导弹发射管等，都是用先进的碳纤维复合材料制成的。

碳素纤维用在航模上可以增加航模的强度，减轻重量。用碳素纤维制作模型直升机的螺旋桨，及其上的细小部件，比用传统材料制作的强度更高，质量更轻，体积更小，从而增强了直升机的性能。

第二篇：“十三五”重点项目-航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合

“十三五”重点项目-航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目可行性研究报告

编制单位：北京智博睿投资咨询有限公司

0 本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告，此报告为个性化定制服务报告，我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求，修订报告目录，并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容，为企业项目立项、申请资金、融资提供全程指引服务。

可行性研究报告 是在招商引资、投资合作、政府立项、银行贷款等领域常用的专业文档，主要对项目实施的可能性、有效性、如何实施、相关技术方案及财务效果进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价，以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。

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投资可行性报告咨询服务分为政府审批核准用可行性研究报告和融资用可行性研究报告。审批核准用的可行性研究报告侧重关注项目的社会经济效益和影响；融资用报告侧重关注项目在经济上是否可行。具体概括为：政府立项审批，产业扶持，银行贷款，融资投资、投资建设、境外投资、上市融资、中外合作，股份合作、组建公司、征用土地、申请高新技术企业等各类可行性报告。

报告通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究调查，在行业专家研究经验的基础上对项目经济效益及社会效益进行科学预测，从而为客户提供全面的、客观的、可靠的项目投资价值评估及项目建设进程等咨询意见。

报告用途：发改委立项、政府申请资金、申请土地、银行贷款、境内外融资等

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可行性研究报告大纲（具体可根据客户要求进行调整）第一章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总论

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目概况

1.1.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目名称

1.1.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设单位

1.1.3航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目拟建设地点

1.1.4航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设内容与规模

1.1.5航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目性质

1.1.6航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总投资及资金筹措

1.1.7航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设期

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目编制依据和原则

1.2.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目编辑依据

1.2.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目编制原则

1.3航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目主要技术经济指标

1.4航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目可行性研究结论 第二章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目背景及必要性分析

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目背景

2.1.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目产品背景

2.1.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目提出理由

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目必要性

2.2.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目是国家战略意义的需要

2.2.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目是企业获得可持续发展、增强市场竞争力的需要

2.2.3航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要 第三章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目市场分析与预测

第一节 产品市场现状

第二节 市场形势分析预测

第三节 行业未来发展前景分析

第四章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设规模与产品方案 第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设规模

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目产品方案

第三节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目设计产能及产值预测

第五章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目选址及建设条件

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目选址

5.1.1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设地点

5.1.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目用地性质及权属

5.1.3土地现状

5.1.4航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目选址意见

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建设条件分析

5.2.1交通、能源供应条件 5.2.2政策及用工条件

5.2.3施工条件 5.2.4公用设施条件

第三节 原材料及燃动力供应

5.3.1原材料 5.3.2燃动力供应

第六章 技术方案、设备方案与工程方案 第一节 项目技术方案

6.1.1项目工艺设计原则

6.1.2生产工艺

第二节 设备方案

6.2.1主要设备选型的原则 6.2.2主要生产设备 6.2.3设备配置方案 6.2.4设备采购方式 第三节 工程方案

6.3.1工程设计原则

6.3.2航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目主要建、构筑物工程方案

6.3.3建筑功能布局 6.3.4建筑结构

第七章 总图运输与公用辅助工程 第一节 总图布置

7.1.1总平面布置原则

7.1.2总平面布置

7.1.3竖向布置

7.1.4规划用地规模与建设指标

第二节 给排水系统 7.2.1给水情况

7.2.2排水情况

第三节 供电系统

第四节 空调采暖

第五节 通风采光系统

第六节 总图运输

第八章 资源利用与节能措施

第一节 资源利用分析

8.1.1土地资源利用分析

8.1.2水资源利用分析

8.1.3电能源利用分析

第二节 能耗指标及分析

第三节 节能措施分析

8.3.1土地资源节约措施

8.3.2水资源节约措施

8.3.3电能源节约措施

第九章 生态与环境影响分析

第一节 项目自然环境

9.1.1基本概况

9.1.2气候特点

9.1.3矿产资源

第二节 社会环境现状

9.2.1行政划区及人口构成 9.2.2经济建设

第三节 项目主要污染物及污染源分析

9.3.1施工期 9.3.2使用期

第四节 拟采取的环境保护标准

9.4.1国家环保法律法规

9.4.2地方环保法律法规

9.4.3技术规范

第五节 环境保护措施

9.5.1施工期污染减缓措施 9.5.2使用期污染减缓措施

9.5.3其它污染控制和环境管理措施

第六节 环境影响结论

第十章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目劳动安全卫生及消防

第一节 劳动保护与安全卫生

10.1.1安全防护 10.1.2劳动保护 10.1.3安全卫生 第二节 消防

10.2.1建筑防火设计依据

10.2.2总面积布置与建筑消防设计

10.2.3消防给水及灭火设备

10.2.4消防电气

第三节 地震安全

第十一章 组织机构与人力资源配置

第一节 组织机构

11.1.1组织机构设置因素分析 11.1.2项目组织管理模式

11.1.3组织机构图

第二节 人员配置

11.2.1人力资源配置因素分析 11.2.2生产班制 11.2.3劳动定员

表11-1劳动定员一览表

11.2.4职工工资及福利成本分析

表11-2工资及福利估算表 第三节 人员来源与培训

第十二章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目招投标方式及内容

第十三章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目实施进度方案

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目工程总进度

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目实施进度表

第十四章 投资估算与资金筹措

第一节 投资估算依据

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总投资估算

表14-1航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目总投资估算表单位：万元

第三节 建设投资估算

表14-2建设投资估算表单位：万元

第四节 基础建设投资估算

表14-3基建总投资估算表单位：万元

第五节 设备投资估算

表14-4设备总投资估算单位：万元

第六节 流动资金估算

表14-5计算期内流动资金估算表单位：万元 第七节 资金筹措

第八节 资产形成第十五章 财务分析

第一节 基础数据与参数选取

第二节 营业收入、经营税金及附加估算

表15-1营业收入、营业税金及附加估算表单位：万元 第三节 总成本费用估算

表15-2总成本费用估算表单位：万元

第四节 利润、利润分配及纳税总额预测

表15-3利润、利润分配及纳税总额估算表单位：万元 第五节 现金流量预测

表15-4现金流量表单位:万元 第六节 赢利能力分析

15.6.1动态盈利能力分析

16.6.2静态盈利能力分析

第七节 盈亏平衡分析

第八节 财务评价

表15-5财务指标汇总表

第十六章 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目风险分析

第一节 风险影响因素

16.1.1可能面临的风险因素 16.1.2主要风险因素识别

第二节 风险影响程度及规避措施 16.2.1风险影响程度评价

16.2.2风险规避措施

第十七章 结论与建议

第一节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目结论

第二节 航空航天用轻量化及结构增强高性能纤维复合材料项目建议

第三篇：纤维复合材料在航空工业中的应用及特点

纤维复合材料在航空工业中的应用及特点

摘要

近年来，飞机制造技术整体朝着结构轻量化、隐身、高可靠性、长寿命、短周期、低成本、及绿色先进制造技术方向发展，纤维增强复合材料的独有特性能能很好满足这个需求，因此复合材料在航空工业中的应用越来越广泛，本文从军用飞机和民用飞机两个方面介绍了纤维增强复合材料在航空工业中的应用，并分析了纤维增强复合材料的相关特性。文章的最后对复合材料料在未来飞行器的应用做了初步的展望。

关键词：纤维增强复合材料，航空工业，应用，特点，展望 概述

由于现代先进飞机性能的高要求，使得复合材料的发展突飞猛进，飞机结构的复合材料化已成为必然的发展趋势，这一趋势将从根本上改变传统的飞机结构设计和制造工艺，也将改变航天工业供应链重组进程，能否适应这一重大变革，势必影响一个国家航空制造业的成败兴衰，如今复合材料已经广泛应用于航空工业，小到飞机上的受力较小的前缘，口盖大到飞机尾翼机身，复合材料正在不断快速的替代金属材料。

先进复合材料诞生于20世纪60年代末，70年代初即应用于飞机结构。先进复合材料指的是性能和功能上远远超出其单体组分性能和功能的一大类新材料，他们通常都是在不同尺度，不同层次上结构设计、结构优化的结果，融会贯通了各种单质材料发展的最新成果，甚至产生了原单质根本不具备的全新的高性能与新功能，是可以替代金属的结构材料[1]。先进复合材料的增强材料最普遍采用的是碳纤维，石墨纤维，芳纶纤维，硼纤维。其中的碳纤维是先进加强件上最通用的纤维材料，而且被飞机和航天飞机最广泛的应用着。按照基体材料的不同，先进复合材料分为树脂基，金属基和陶瓷基复合材料，当前树脂基复合材料技术基本成熟，已经广泛应用于军用飞机和民用飞机。以其为基体的纤维增强复合材料自20世纪80年代以来受到重视，在航空航天工业中有了越来越广泛的应用。纤维增强复合材料在航空工业上的应用

复合材料在飞机上的应用大致可以分为三个阶段：第一阶段：是应用于受载不大的简单零件部件，如各类口盖、舵面阻力板、起落架舱门等；第二阶段：是应用于承力较大的尾翼等次级主承力结构，如垂直安定面、水平安定面、全动平尾、鸭翼等；第三阶段：是应用于主承力结构，如机翼盒段、机身等[2]。

这三个阶段所涉及的复合材料制造技术，是3个不同层次，在载荷水平上是完全不同的，对构件制造技术的要求也不同，构件的尺寸和结构的复杂程度，也有大幅度的提高。国内目前的技术水平，处于第2阶段的水平。而美国已经到第三阶段而且规模很大。

2.1军用飞机

2.1.1 美国军用战机

美国在复合材料方面具有强大的，全面的研究和生产基地，综合实力最强。在战机用复合材料方面，其规模和技术都走在世界前列。早在1974年美国的F-15A战斗机就使用了复合材料，使用复合材料比例为2%。1995年首飞的F/A-18E/F战机，复合材料的比例达到了22%，襟翼采用碳碳复合材料，机翼蒙皮也采用碳纤维-环氧复合材料。这时复合材料在飞机中的使用已经到了第二阶段，复合材料开始应用于承力较大的部件。

1982年，美国陆军提出LHX（实验轻型直升机计划），为响应这个计划同时为了减少雷达反射截面积，RAH-66科曼奇直升机广泛应用了复合材料，其所用复合材料占整个直升机结构重量的51%，RAH-66是目前世界上使用复合材料最多的实用直升机。在基体结构中使用复合材料的有蒙皮、舱门、桁条、隔框、中央龙骨盒梁结构，炮塔整流罩、涵道尾桨护罩、垂直尾翼和水平安定面。在旋翼系统中使用复合材料的有挠性梁、桨叶、扭力管、扭力臂、旋转倾斜盘、套管轴和旋翼整流罩。传动系统使用复合材料的有传动轴和主减速器箱。所用复合材料有韧化环氧树脂，双马来酰亚胺树脂、石墨纤维、玻璃纤维和Kevlar纤维等。在战斗机和直升机上，先进复合材料不仅是轻质高强的结构材料，经过研究改性后还具有一定的隐身功能。造价超过2亿美元的B-2“幽灵”重型隐形轰炸机，于1978年开始研制，1993年12月交付使用，它的整个机身除主梁和发动机机舱采用了钛复合材料外，其它部分均由不易反射雷达波的碳纤维和石墨等非金属复合材料构成，机翼蒙皮是六角形蜂窝状夹芯碳/环氧吸波结构材料，该材料的面板为非圆Kevlar49增韧环氧，夹芯为表面经过特殊处理的六角蜂窝状Nomex，底板为非圆石墨增韧环氧[3]。2.1.2 国内战机

与国外先进战机相比，国产战机的复合材料的用量较少，在直升机领域复合材料的使用比例较大，直-3直升机中复合材料的使用率约为23%，歼

8、强5战机的垂直尾翼壁板及垂直尾翼使用了碳纤维树脂基复合材料。高级教练机I-15“猎鹰”06的机头罩和方向舵大部件都是由国产高性能碳纤维复合材料制造的[4]。

2.2在民用飞机上的应用

民用飞机不同于军机，军机的复合材料应用上完尾翼马上上机翼、机身。而民机飞机要求安全性、可靠性、舒适性和经济性等[5]，因此相隔了20年后才出现大型飞机的复合材料机翼和机身，这一段时间一是在发展相关技术，二是在努力降低成本，使之能与对应的金属结构竞争，条件具备了才有第二阶段迈进第三阶段的应用[6]。在民用运输类飞机中，波音777的垂尾，平尾、后气密框、客舱地板梁、襟翼、副翼、发动机整流罩和各种舱门等均使用了飞虎材料，总质量达9.9t，占结构总重的25%。新研制的波音787，机翼、机身等主承力结构均有复合材料制成，复合材料用量达全机结构总重的50%以上，其中约45%为碳纤维复合材料，5%为玻璃纤维复合材料，是世界时第一架采用复合材料机身，机翼的大型商用飞机。空客A320，A330等机型也大量采用了复合材料，用量占结构总质量的13%，A380更是达到了22%[6]。

我国民机复合材料结构应用技术研究起步较晚，在已经取证的民机中，复合材料结构使用有限。20世纪九十年代中期研制了Y7-100复合材料垂尾，并通过了试验验证和适航审查，在新支线客机ARJ21-700中，复合材料用量不到2%，主要应用于非结构件、次承力件、根据专家估计，在已经立项研发的国产大型客机结构中，先进复合材料用量将达到20%~50%，并将首次用于机翼级主承力构件，原材料也将努力实现国产化。随着ARJ21-700的后续机型的研发，代表先进技术的复合材料用量会进一步增多，并将逐渐应用到主要结构上[6]。

纤维增强复合材料之所以能在军用，民用飞机上的应用如此广泛，主要是因为纤维增强复合材料的优异特性。

3．纤维增强复合材料的特点

纤维增强复合材料是由基体和增强纤维组成。在纤维增强复合材料中，纤维比较均匀地分散在基体之中，纤维增强基体，其最主要的承载作用。基体的作用是把纤维粘结成一个整体，保持纤维间的相对位置，是纤维能协同作用，保护纤维免受化学腐蚀和机械损伤。纤维增强复合材料不仅具有本身独特的优点，同时也具有一般复合材料的性能和优点。3.1 比强度和比模量高

单位质量的强度和模量分别称为比强度和比模量，比强度和比模量高对于实现飞机结构的轻质化具有至关重要的作用，材料的比强度和比模量高，构件可以做的小巧，重量可减轻，而且质量不会受到影响。当材料的强度和刚度相同时，纤维增强复合材料构件的重量可比钢构件重量减轻70%左右、航天工业的成本与航天器的质量是息息相关的，对于航天卫星来说每减少一公斤的质量，将减少15-20万美元的制造发射成本。3.2 抗疲劳和破损安全性好

疲劳破坏是材料在交变载荷作用下，由于裂纹的形成和扩展而造成的低应力破坏，是飞机坠毁的主要原理之一。与金属材料相比，纤维复合材料特别是纤维增强树脂基复合材料对缺口。应力集中敏感性小，而且纤维和基体的界面可以是扩展的裂纹间断变钝或改变方向，即阻止了裂纹的迅速扩展，从而具有较高的疲劳强度。

在纤维增强复合材料中，每平方厘米上的纤维数量少则几千根，多则几万根，由具有韧性基体把它们连结成整体。当这类材料制成的构件遇到超负荷而又少量纤维断裂时，构件上的负荷能迅速地重新分配到未断裂的纤维上，从而使整个构件在短期内不致丧失工作能力，所以纤维增强复合材料的破损安全性好。3.3 减振性能好

以聚合物为基体的纤维增强复合材料，基体具有弹性。在基体和界面上有裂纹和脱粘的地方，还存在着摩擦力。在振动过程中，粘弹性和摩擦力使一部分动能转换成了热能。而且因为纤维增强复合材料的比模量高，其自振频率也很高，所以可以避免构件在作业是产生共振，纤维与机体界面间具有吸收振动能量的作用，即使产生了振动也会很快的衰减下来。故这类材料构件不容易产生振动破坏。3.4 高温性能好

复合材料的高温性能好，纤维增强复合材料的结构部件在大幅度温度变化的环境下，具有非常微小的热变形。一般铝合金在400℃时，其强度和弹性模量显著下降，而用碳纤维或硼纤维增强的铝合金在此温度下强度和模量基本不变。3.5 制造流程短，具有可设计性

对于连续纤维增强复合材料，可用手糊法、模压成型法、缠绕成型法和拉拔成型法等制造工艺，复合材料的一次成型技术可以缩短飞机构件的制造流程，实现飞机模块化，减少飞机整体的连结点，往往这些点的应力集中现象比较严重，一次成型技术可以有效解决这些问题，增强飞机抗冲击能力，延长使用寿命，降低成本。复合材料的可设计性更多的是指功能或性能上的设计，比如可以通过特定方法制造出适用于航空航天工业零膨胀系数的材料等等。

此外复合材料还具有其他一些方面的优越性能：如损伤容限高，尤其是玻璃纤维层压板表现出了极高的切口强度；具有突出的气动弹性剪裁好，当改变纤维的组成、排列方向和铺层厚度，就可以改变复合材料的强度和弹性，以达到设计者对设计对象的需求等等。4.展望

航空工业对所需材料的要求是轻质、高强、高可靠。当前，飞行器上采用复合材料结构的主要目的是减轻机体结构重量和改善气动弹性和隐身性能等。但随着未来飞行器的发展需求不断提升，在未来复合材料结构设计上可能会出现诸多挑战如未来的飞行器可能需要具有变体的能力[1]；未来飞行器必须满足在极端环境下的飞行等等。

代表着最高端科学结晶的未来飞行器与先进复合材料科学技术的发展，必然推动整个航空航天工业乃至全人类的科学技术的进步。

参考文献

[1] 郑锡涛，陈浩远，李泽江，李光亮.先进复合材料在未来飞行器中的应用.航空工程进展，2011，2（2）：181-187 [2] 李映红，赵智姝，韩勐.复合材料在飞机结构上的广泛应用.装备制造技术，2011，4：138-140 [3] 黄晓艳，刘波.战机用先进树脂基复合材料的应用现状.材料研究与应用，2011，5(4)：243-248 [4] 彭永超，张惠萍，崔建伟，晏雄.浅谈纤维增强复合材料在航空工业中的应用.产业用纺织品，2006，10：1-5 [5] 陈绍杰.大型飞机与复合材料.航空制造技术，2008，15：31-37 [6] 邹田春，冯振宇，陈兆晨，杨倩.民机复合材料结构适航审定现状.材料导报，2010，24（11）：94-96 [7] 廖子龙.芳纶及其复合材料在航空结构中的应用.高科技纤维与应用，2008，33（4）：25-29 [8] 季光明.大型商用飞机炭刹车盘材料的应用进展.民用飞机设计与研究，2011，3：45-47 [9] 陈绍杰.先进复合材料的民用研究与发展.材料导报，2000,14（11）：8-10 [10] 丁新波，晏雄.碳纤维的生产及应用现状.纺织导报，2004，6：69-73 [11] 贺福，李润民.碳纤维在国防军工领域中的应用.高科技纤维与应用，2007，32（1）：8-13 [12] 石霞琳.民用飞机先进制造技术的发展趋势.科技信息，348-349 [13] 杜善义.先进复合材料与航空航天.复合材料学报，2007，24（1）：1-12 [14] 赵稼祥.东丽公司碳纤维及其复合材料的进展.宇航材料工艺，2000，6：53-56 [15] 益小苏，张明，安学锋，刘立朋.先进航空树脂基复合材料研究与应用进展.工程塑料应用，2009，37（10）：72-76 [16] 冯伟泉.航天器材料空间环境适应性评价与认定准则研究.航天器环境工程，2010，27（2）：139-143

第四篇：复合包装材料在酸奶软包装中的应用

复合材料在药品包装上的应用及发展方向

酸奶传统上常采用玻璃、陶瓷瓶罐进行包装。随着包装技术、新型包装材料的发展和包装设备的现代化，塑料、复合软包装材料及容器在酸奶及其它乳品包装中已经占据主导地位。当然，传统的玻璃、陶瓷容器仍有一定量的应用，并且为了满足高档消费的需求，金属容器包装的酸奶（尤其是酸奶饮品）在市场上也已经出现。这里主要介绍塑料及复合软包装材料在酸奶及酸奶饮品包装中的应用。

一 复合包装材料在酸奶软包装中的应用

复合包装材料是指将两种或两种以上具有不同特性的材料复合在一起，形成具有综合性质的、更完美的包装材料。在很多情况下，单一性质的包装材料不能够满足包括酸奶在内的食品包装的要求，所以，在食品包装生产过程中，常将两种或两种以上包装材料复合在一起，利用它们的综合性能，以达到食品包装的要求。应用于食品包装中的复合包装材料主要是各种复合包装薄膜，所谓复合包装薄膜，是指以纸、玻璃纸、塑料薄膜、金属箔等柔性包装材料为基础，经过涂布复合、层压复合、共挤复合等各种复合加工方法所得到的具有综合性能的柔软性复合包装材料。

对于短期流通和消费的酸奶，可以使用塑料包装材料进行包装。常用于酸奶包装的塑料材料包括单体塑料材料和多层塑料复合材料（如多层复合聚乙烯材料）。塑料包装材料包装酸奶属于一次性销售包装，并且一般需要在低温下贮存和销售，常见的推荐保藏温度有2～4℃、2～6℃、2～8℃和0～4℃等温度范围，其中以2～6℃的温度范围最为常见；常见的推荐保质期有14天、16天、20天、24天、30天等保存期限，其中最常见的为14天（一般是在2～6℃下保存），较少见的为30天（一般是在0～4℃保存）。

塑料材料与纸质材料、玻璃材料和金属材料相比有很多优点和特性，如透明度好、防水防潮性好、良好的耐性（如耐油性、耐药品性、耐低温性）、良好的加工性和适宜的机械强度，同时，塑料材料的价格便宜、比重小。当然，塑料材料在耐腐蚀性方面不如玻璃材料，在机械强度方面不如金属材料，在印刷适性方面不如纸张，但是，只要进行合理的选择，并结合先进的塑料处理和加工技术，塑料材料在酸奶等乳品方面有着广阔的应用前景。

常用于包装酸奶的塑料材料或塑料复合材料主要有：①聚乙烯+二氧化钛。在生产聚乙烯薄膜时，添加白色的二氧化钛所生产出来的聚乙烯薄膜有一定阻光性能，可以起到一定的遮光作用，这是由于白色的二氧化钛使得聚乙烯薄膜呈现白色半透明或不透明状态，在很大程度上改善了聚乙烯材料对酸奶包装的缺点（透明性），以适应酸奶对包装材料的不透明的要求。②多层复合高密度聚乙烯材料。常用的主要有三层结构的高密度聚乙烯（中层为含炭的黑色高密度聚乙烯、内层和外层为含二氧化钛的白色高密度聚乙烯）和五层结构的高密度聚乙烯

采用塑料材料进行酸奶包装的主要包装形式有袋型、瓶型和杯型，其中，袋型包装常用的材料多为聚乙烯+二氧化钛材料和多层复合高密度聚乙烯材料两种，瓶型包装和杯型包装常用的材料多为聚乙烯材料和聚苯乙烯材料两种。

扁平袋包装形式 采用扁平袋包装酸奶时，一般是将印刷好的片状塑料薄膜安装在自动灌装机的包装材料供应部位，在包装的过程中完成制袋、灌装和封口操作，袋的封合方式多为背面中间封合、两端封口的方式。这种包装方式的包装成本较低，包装工艺和包装技术成熟，易于操作。扁平袋一般进行较简单的装潢设计和印刷，并且图案是连续的，一般要保证每一个袋上有一个完整的图案。

扁平袋包装酸奶时，每袋的容装量（包装规格）一般以净含量“多少克”或“多少毫升”在包装袋上标明，如常见的有：125克、227克、250克、125ml、243ml、250ml等。同时，这种形式的包装，常常是将多个小袋（常见的有四袋、五袋、六袋、八袋、十袋）装入一个较大的透明塑料袋中作为一个销售单元进行包装；有时，某些品牌的酸奶有一系列的口味，如原味、草莓味、山芋味、南瓜味、蜜桃味、苹果味、荔枝味等等，在进行集合包装时，也常常将不同口味的小袋袋装酸奶装入一个大袋中作为一个包装单元或销售单元进行包装。

三面封口的柱形袋包装 这种袋型包装常用于豆浆的包装，近年来在酸奶的包装中应用越来越多。在生产过程中，采用先进的“充气带压灌装”工艺灌装，是将印刷好的两个片状塑料薄膜进行对齐热封，先进行两侧纵向封合，再进行一端横向封合，然后再进行袋口一端的封合，袋口一端尺寸逐渐缩小，最后形成和吸管尺寸类似的小口。袋型呈圆柱形，袋口预留有很小的切口，以方便撕开，饮用时轻轻从切口处撕开即可饮用。这种形式的包装一般也仅仅进行简单的装潢印刷，并且在开口处印刷有“小心喷溅”等警示语（由于采用带压灌装工艺进行灌装，所以容器内气压稍高于大气压，开口时酸奶容易喷溅）。

采用三面封口的柱形袋包装酸奶，其规格多为每袋250克或250ml。同时，与扁平袋包装酸奶类似，这种形式的包装也常常采用同种口味的酸奶多袋集装，或不同口味的酸奶配合进行多袋集装，来作为一个销售单元进行包装

二．复合材料在酸奶包装上的现状

食品包装与人们的日常生活息息相关，食品包装的迅猛发展，既丰富了人们的生活，也逐渐改变着人们的生活方式，世界各国对食品包装的发展十分重视，已经形成了一个世界性的高技术，高智能的产业领域，我国的食品与包装工业也得到了飞速的发展，成为国名经济中的重要产业，随着人们生活水平的不断提高，对食品及其包装的高质量，多样化要求也越来越高，食品包装在储运流通中，在现代市场营销策略中都起到重要的作用。

过去的十年是中国乳品市场高速发展的十年，从均质牛奶到新鲜屋，从利乐砖到无菌袋，鲜乳市场逐渐进入了品牌整合后相对集中的状态，而在各大乳品企业为争夺中国乳品第一激战正酣时，酸奶最为一种营养丰富易于消化的饮料从市场里形形色色的乳制品中脱颖而出，这时候酸奶的包装外观则成了吸引消费者的首要工具。

从全球范围来看，酸奶也算是进入商业化比较晚的一个乳品种类。法国达能公司在上世纪40年代才将其领入商业化生产之路。而对于我国来说，酸奶在十多年前只是作为各个地方乳品企业的点缀产品。由于奶源不充足，冷链系统还不完善，虽然利润一直不错，但产量却大受限制。

酸奶传统上常采用玻璃、陶瓷瓶罐进行包装。随着包装技术、新型包装材料的发展和包装设备的现代化，塑料、复合软包装材料及容器在酸奶及其它乳品包装中已经占据主导地位。当然，传统的玻璃、陶瓷容器仍有一定量的应用，并且为了满足高档消费的需求，金属容器（主要是三片罐）包装的酸奶（尤其是酸奶饮品）在市场上也已经出现。

三、复合包装在酸奶包装上的前景和方向

面对鲜乳这种复杂而又极易腐败的液体食物，包装储存就不可避免地成为其最重要环节之一。包装对食品的保护性、方便储运和消费、便于货架展示，提高商品价值、增加花色品种的功能，在乳品包装上获得了最充分的体现。

保质、营养、卫生、安全、食用方便，对于乳品包装的这些要求不断促进了其包装方式、包装结构、包装机械的发展和进步。乳品包装与乳品加工技术相辅相成，乳品包装促使了无菌包装系统的发展。

包装已成为乳品品牌的重要载体，对包装的依赖度之高在食品工业中是绝无仅有的。利乐包、利乐枕、百利包几乎成了乳制品本身品牌的一部分。乳品包装直接影响到乳品的质量、档次和市场销售，乳品市场的竞争在一定程度上演化为乳品包装的竞争。

消费市场促使乳品包装分化，多层次的社会消费群有着不同的消费倾向。乳品包装促进了乳品消费市场的扩大，乳品包装使得乳品的保质期延长、饮用更方便、运输更容易，安全卫生更有保证。

四、我在复合材料在酸奶包装上的应用及发展方向的想法和建议

包装的绿色化是整个包装工业的发展趋势，乳品包装由于其使用的广泛度更是首当其冲的要求，乳品包装不断朝“4R+1D”方向发展，即低消耗、低数量、再利用、再循环和可降解的方向。乳品包装的绿色化应体现为全过程全方位的绿色化，从原料制造到回收利用，每一个环节都要节能、省料、高效、无害。

一是绿色材料的使用，聚乳酸作为完全生物降解材料，在一些发达国家已制成容器包装乳制品。爱克林包装由于树脂含量很少，也是一种较环保包装。新型玻璃瓶的使用也在增长。用PET材料代替PS材料制杯，盖膜和标签采用纸类材料等。

二是包装设计精确化，不产生过度包装的设计。容器的壁厚均匀化并减薄，大容量的包装桶设计相对减少了材料用量。

三是生产过程中采用柔版印刷方式，使用水性油墨，消除了化学溶剂的污染。四是包装材料的回收利用，对于环保性差的无菌砖包装，已开发了三种回收技术：

水力再生浆技术，将利乐包审的纸浆分离出来，生产再生纸，而将其中的铝箔和塑料成分挤压成粒，成为塑铝制品的原料；2)塑木技术。利乐包本身含有优质的纸质纤维和塑料，把它们碾碎挤压，可直接生产成室内家具、室外园艺设施、工业托盘等塑木产品；3)彩乐板技术。将利乐包直接粉碎、热压处理，制成彩乐板，然后再加工成为果皮箱等既美观又耐用的产品。

《包装复合材料》结课

论文

复合材料在酸奶包装上的应用及发展方向

2011/6/12

学

院：轻工与纺织学院

班

级：包装工程081班

学

生：杨

晶

学

号：2 0 0 8 1 0 3 0 3 2

指 导

老

师：王

维

第五篇：纤维织物风管在烟叶储存库中的应用优势

烟叶在仓储过程中，容易滋生烟草害虫，给储存的烟叶带来危害，国内大部分烟厂都是分别在春季、秋季对烟草进行熏蒸杀虫，利用磷化氢的毒性把烟叶害虫杀死。如果该工作做得不好，烟草虫卵将会以很快的速度繁殖，必会给卷烟质量造成极大的影响。烟厂对杀虫工作极为重视。

磷化氢是一种无色、剧毒、易燃的储存于钢瓶内的液化压缩气体，具有腐蚀性。吸入磷化氢会对心脏、呼吸系统、肾、肠胃、神经系统和肝脏造成影响。进入磷化氢浓度超标的区域要配戴自给式呼吸器（SCBA）和全身防火服。进入含有可燃气体区域的人员要意识到极严重的火灾和爆炸危险。因此，一般杀虫前对杀虫厂家进行了全方位的考察，提出了严格的杀虫要求，杀虫时烟叶仓库的质保人员从准备工作开始全程进行了跟踪和检查，安保处积极配合巡逻警戒，确保杀虫工作万无一失。

烟叶储存库房对温度、湿度有明确规定，温度15℃～30℃，相对湿度55％～65％。综合温湿度以及磷化氢的腐蚀性，烟叶库房对通风设备的要求标准非常严格。

索克斯抗腐蚀纤维织物风管在烟叶储存库应用中有非常大的优势；

1、经过国家纺织制品质量监督检验中心耐腐蚀检测。

2、在设计过程中减少材料用量。由于纤维织物风管系统送风覆盖面积大，实施单干管多排开孔,可以替代传统送风系统多排支干管，大大减少了用量，简约美观。

3、质量轻，安装拆卸方便。库房杀虫期间可以把布风管拆卸掉，而传统风管需要用耐腐蚀的材质进行包裹，工作量大。