玻璃钢复合材料在建筑节能中的应用（5篇模版）

第一篇：玻璃钢复合材料在建筑节能中的应用

玻璃钢复合材料在建筑节能中的应用

[2009-08-05] 来源于：

当前，节能和环保已成为人类改善生存环境和社会寻求良性发展的主题，因此，推进建筑节能是我国走可持续发展之路的必然趋势，特别是采用节能环保材料对既有建筑的节能改造和新建建筑的节能选材设计是未来一段时间内降低建筑能耗的必由之路。玻璃钢复合材料凭借其优异的性能，在建筑节能方面的应用日益受到人们的青睐。

玻璃钢管道。近年来，我国新建城市供水工程所用管材多数为金属管、预应力钢筋混凝土管。由于金属管需做防腐处理，长距离的管道防腐不但增加成本，而且质量难以保证；预应力钢筋混凝土管在运行中易出现爆管、渗漏等质量问题，节能效果较差。而玻璃钢管道由内衬层、结构层和外保护层构成，管道内衬层含有丰富的树脂，耐腐蚀且内壁光滑，输送介质摩阻系数小，结构层用玻璃纤维增强，为承受全部荷载的受力层，使用安全可靠。玻璃钢管道与金属管道等其他管道相比，输送介质时运行阻力小、能耗低。当输水量相同时，所需的玻璃钢管道的管径可至少小一个等级。如用相同管径的管道输送相同的水量，玻璃钢管的用电量可比钢管、铸铁管、水泥管低30%-40%，或在相同输送能耗下输送能力提高20%以上。玻璃钢管道的质量只有相同管径、相同长度钢管1/6—1/3，铸铁管的1/9—1/7，混凝土管的1/15—1/10，因此可大大降低施工费用。玻璃钢管道的生产能耗低，分别为功能相同钢管和铸铁管的66.7%和22.3%。采用玻璃钢管可使整体工程造价降低20%-30%。河南理工大学等研发的高强双抗煤矿玻璃钢管道已在河南平顶山、山东兖州及河北邯郸等较大的煤矿企业推广使用，吨煤成本明显降低。高压玻璃钢管在大庆、胜利等油田得以广泛使用。以武汉理工大学为代表研制的纤维缠绕夹砂玻璃钢管道生产技术装备已达到目前国外同类技术装备水平。

近几年我国城市供水量逐年增加，各项费用也在逐年提高。若修建一个供水量30万t/d的水厂，一般需要2条直径1.6m以上的管道，而修建一个50万t/d的水厂，需要2条直径2m以上的管道，如果用玻璃钢管敷设，可为国家节约大量的能源。玻璃钢管在城市旧排水管道改造工程中有着独特的优越性，根据国外的经验，在要改造的旧排水管断面中可引入小于原管直径的玻璃钢管，这样既不影响排水，又不用拆除管道。目前我国城市有很多排水管道因年久失修需要改造和更换，玻璃钢管道在城市给排水管道改造中将会得到广泛的应用。玻璃钢窗框和门板。从能源流失来看，房屋建筑的能源损失中30%是通过门窗流失的，尤其是公共建筑的窗墙比高达70%，更加大了能源的损失。因此，门窗节能在整个节能建筑中起到至关重要的作用。玻璃钢窗框通过拉挤生产出空腹型材，经过切割、组装、喷涂等工序而制成。玻璃钢窗框既有钢、铝门窗的坚固性，又有一半塑钢窗的耐腐蚀、保温、节能性能，更具有自身独特的隔音、抗老化、尺寸稳定等性能，被誉为21世纪建筑窗框的绿色产品。玻璃钢窗框轻质高强，其拉伸强度为350MPa以上，弯曲强度为260MPa以上，为铝合金的2倍、塑钢的4—5倍，从而弥补了塑钢窗框强度低、易变形的缺点。玻璃钢窗框的热绝缘系数为9.96 ㎡·K/w，远大于塑钢窗框和隔热断桥铝合金窗框的热绝缘系数(分别为

5.93、0.16 ㎡·K/w)。优质玻璃钢窗框的保温性能优于国家标准(GB8484一1987)中规定的保温性能一级指标。玻璃钢窗框尺寸稳定、隔音性好。玻璃钢型材热变形温度为200℃，线胀系数与建筑物和玻璃相当，在冷热温差变化较大环境下，不易与建筑物及玻璃之间产生缝隙，可大大提高玻璃钢窗框的密封性能。据有关部门检测，优质玻璃钢窗框型材符合GB一18584—2001《建筑材料放射性核素限量》规定的各项有害物质限量指标。

我国建筑窗框行业形成了以塑钢窗为主的产品结构体系，也是建筑窗框产量最多的国家。目前全国城镇建筑市场的窗框需求量已经达到2亿㎡，由于玻璃钢窗框特有的保温、节能等优点，目前已得到社会各界的认可和国家有关部门的重视和支持，在国内玻璃钢窗框享有品牌声誉和出口海外可数北京建工茵莱玻璃钢制品有限公司。该公司于2007年前引进了加拿大Inline公司的玻璃钢窗框技术后，一丝不苟、精益求精，达到年产10万平方米的能力，累计出口型材10多万平方米。其高性能玻璃钢窗框落户南极中山站。据茵莱公司提供数据，与金属窗户相比，一套100平方的住宿每年可节省能源费用1600元。

玻璃钢门板在轻质、保温方面优于木门板和金属门板。但从门板的经济性方面来看，作为内门用比木门板价高；作为外门板与金属门相比而不耐冲击，因此在住宅区很难得到推广应用。目前玻璃钢门板制造企业国内不到六家，以SMC模成型工艺为主，出口的形式主要为门片，出口主要厂家有山东淄博超力公司和无锡陆通公司。玻璃钢门板和窗框在国内发展的步伐不快，并不是没有市场。许多企业缺乏扎扎实实的市场调研和深入细致的推广应用工作，导致这一产品长期徘徊不前。八年前，河北近十多家玻璃钢企业投资了数十条拉挤生产线开发窗框，如今荡然无存。其主要教训是市场信息模糊炒概念，急于求成而无论证，影响了玻璃钢窗框的推广应用。

玻璃钢屋面节能。屋面的节能不只是屋面表面的黑与白(反射性)，也不限于选用某个屋面系统的问题，而应当考虑整个屋面系统，其中保温是一个重要的方面。在气候寒冷地区，往往屋面保温产生的节能效果比屋面反射率的作用更加明显。屋面反射只有在夏天有太阳的时候才能发挥作用，而保温则是一年365天始终起作用的。

屋面保温的效果关键取决于保温材料，其保温性能由R值决定；有些材料的R值会随时间而降低，因而还需要知道其长期热阻性能指标LTTR；另外，还要考虑尺寸的稳定性和强度等。过去，聚异氰脲酸酯保温材料在生产中使用的发泡剂CFC和HCFC会对大气臭氧层造成危害，根据蒙特利尔公约，美国规定，到2002年底禁止生产和进口HCFC发泡剂。如今，全美国保温材料制造商已经完成从HCFC向新一代发泡剂戊烷的转变。膨胀聚苯乙烯(EPS)和挤出聚苯乙烯(XPS)保温材料在制造过程中不会向大气散发CFC和HCFC，对环保有利，而且可以重复使用；XPS的吸水速度极低，甚至在使用了几十年以后还可以重新使用，从而费用减少，产生的废物也最少。关于玻璃棉保温材料对健康的影响，总的结论是，这种材料在制造和使用方面是安全的。把玻璃钢材料用于屋面节能仅仅开始。据河北省枣强县科技局提供信息，该局已与河北商祺公司在玻璃钢屋面节能方面开展科技合作和推广应用。其节能保温隔热技术包括抗老化SMC屋瓦和PU保温隔热层及其安装技术。商祺公司经过一年多开发，已批量投放市场。对一些旧房屋面的改造，新型屋面建筑和古建筑修缮上起到了非常好的效果。

玻璃钢复合材料在建筑节能的应用市场十分宽广，采暖通风工程中，玻璃钢已用于制造冷却塔、通风厨、送风管、排气管、栅板、防腐风机罩等；另外，玻璃钢在冷库、活动房屋、岗亭、仿古建筑、移动剧院、透微波塔楼、屏蔽房、水箱、井盖、电缆桥架等领域也得到广泛应用。随着我国城镇化进程的加快，建筑业投资越来越多，我国“十一五”规划中明确指出，从2005年起，新建采暖居住建筑应在此前国家节能要求的基础上再提高30%，建设部在节能专项规划中指出，“十一五”期间25%既有建筑要进行改造。建筑节能改造和供热系统的改造巨大工作量，带来玻璃钢的市场前景广阔，绿色环保、阻燃、节能型的新型建筑材料必将大有作为。

第二篇：玻璃钢材料在船舶制造中的应用

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玻璃钢材料在船舶制造中的应用

玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料，俗称FRP，即纤维增强复合塑料。根据采用的纤维不同分为玻璃纤维增强复合塑料（GFRP），碳纤维增强复合塑料（CFRP），硼纤维增强复合塑料等。它是以玻璃纤维及其制品（玻璃布、带、毡、纱等）作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。

玻璃钢是一种常见的环保设备制作材料。它的全称是玻璃纤维复合树脂。它具有很多新型材料所没有的优点。玻璃钢是将环保树脂与玻璃纤维丝经过加工工艺揉合在一起。在树脂固化了以后，性能开始固定而且不可回溯到固化前的状态。严格来讲，它种树脂是环氧树脂的一种。经过多年的化工方面的改良，在添加适当的固化剂后，它会在一定时间内固化。固化以后的树脂没有毒性析出，同时开始具备一些十分适合环保行业的特性。

玻璃钢是一种新型的造船材料，是近代材料革命的一重要组成部分。玻璃钢应用到造船业中的时间不长，但已突显出其强大的生命力和广阔的发展前景。

玻璃钢舰艇的特点是质轻、高强，对减轻重量有较大潜力，适用于限制重量的高性能船舶和赛艇等；耐腐蚀，抗水生物附着，比传统的造船材料更适合使用；无磁性，因而是扫雷艇，猎雷艇最佳的结构功能材料；介电性和微波穿透性好，适宜于军舰艇；能吸收高能量，冲击韧性好，船舶不易因碰撞，挤压而损坏；热导率低，隔热性好，适合建造耐火救生艇、渔船和冷藏船等；船体表面能达到镜面光滑，并且可具有各种色彩，特别适于建造外形美观的各类游艇；可设计性好，能按船舶结构各部件的不同要求，通过选材、铺层研究和结构造型来实现优化设计；整体性好，船体无接缝和缝隙，可防渗漏；成型简便，比钢质、木质省工，且批量生产特别好，降低造价的潜力很大；维修保养方便，维修费比其他材质的船艇少得多，全寿命期的经济性能好。由于玻璃钢具有传统造船材料无法比拟的上述综合性能，故备受造船界的重视，经多年的开发应用，已成为一种重要的船用材料。但因其弹性模量低和受成型技术等的限制，尚不能建造太大的舰船，加之价格较贵，故在整个造船业中用量比钢材少。

中国的玻璃钢/复合材料船艇工业始于1958年，历经近50年的发展，就其船体材料、设计和制造技 术发展的历史沿革和技术状况，可分为以下三个阶段：初创阶段（1958年～改革开放前）、巩固阶段（改革开放后～20世纪末）和发展阶段2000年起至今）前两个阶段中，船体材料、设计计算和制造工艺等方面，技术进展不明显，表现为：

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1.材料方面：四十年来一直采用由E玻纤（甚至中碱玻纤）纺织而成的传统的无捻粗纱方格布和短切毡及性能一般的不饱和聚酯树脂作为船体原料；

2.设计方面：基本上是沿用金属船舶的设计理念，其船体结构绝大多采用常规的实板加筋结构形式；

3.制造方面：几乎所有船厂均采用传统落后的手糊成型工艺方式，或辅以喷射成型工艺，仅个别船厂曾局部采用过真空袋压成型技术；

在这两个阶段中，从事玻璃钢/复合材料船艇制造的船厂属于原中国船舶工业总公司的只有几家，绝大多数均为地方上的中小型船厂以及90年代后到大陆设厂的台资企业。曾经提出过以玻璃钢渔船为突破口来推进复合材料在我国船艇工业中的发展，但都收效甚微。第三阶段的前几年中，国内有些大的集团公司和欧美澳等外资公司已纷纷涉足我国的游艇行业，因而国内复合材料造船技术发展的步伐已明显加快。特别是2006年，以太阳鸟船艇制造有限公司等为代表的国内复合材料船艇制造商已经在采用先进的材料、设计和制造工艺技术方面迈出了可喜的一大步。如珠海太阳鸟游艇制造有限公司的62英尺机动游艇，采用多轴向缝（经）编织物、PVC泡沫夹层结构和真空辅助成型工艺成功制造了该艇的船体；再加佛山市宝达船舶工程有限公司的13.6米海关超高速摩托艇，采用了含有芳纶纤维的混杂增强材料与乙烯基树脂复合，同样也用真空辅助成型工艺来制造艇体。第三阶段前期国内复合材料造船技术的进展表现在以下几个方面：

1.打破了国内船艇一直沿用的普通方格布作为增强材料和聚酯树脂作为基体的局面，开始采用先进的多轴向缝编织物和乙烯基等高性能树脂，大大提高了艇体的性能；

2.结束了单一的实板加筋结构这种传统艇体设计模式，开始进行夹层结构、硬壳式结构和波形结 构等各种艇体结构形式的设计和建造实践；

3.打破了长期采用陈旧的手糊成型工艺之落后局面，实现了复合材料真空辅助成型工艺在船体制造中的突破。

值得提出的是，国务院不久前审议通过的《船舶工业中长期发展规划》中提出，为适应国内旅游、休闲等行业的发展，要大力开发个性化游艇等产品。为此，中国船舶工业集团公司与上海奉贤区人民政府最近在北京签订了合作开发建设上海中船游艇制造基地的框架协议，拟将该基地建成中国最大的游艇制造基地。这不仅将进一步激活上海及长三角地区的游艇技术，还将有力地推动中国复合材料船艇工业技术的脱胎换骨，在更高的层次和水平上参与国际竞争，从而实现中国船艇工业新的突破。推广玻璃钢渔业船舶玻璃钢自诞生以来，已被广泛应用于各个行业，特别是它特有的性能以及其它造船材料无法比拟的优越性，已成为世界发达国家用于建造中小型渔业船舶和游艇的首选材料。

我国虽然在上世纪60年代已开始用于小型船艇的建造，但在渔业船舶的建造中使用玻璃钢材料始终未形成规模。“六五”、“七五”期间也曾对玻璃钢造船加大了研制开发力度，由于缺乏政策扶持、宣传力度不够、社会购买力差等因素，—直未能得到渔

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民的首恳。最早研制玻璃钢渔船的生产厂相继转产游艇及其它玻璃钢制品，玻璃钢渔船发展至上世纪90年代初，在渔船总量中的占有率尚不足万分之一。而在发达国家玻璃钢渔船的占有率已达90%以上。为改变这一现状，1994年农业部、科技部将玻璃钢渔船的建造及产业化列为“九五”科技攻关项目，并出台了优先发放捕捞许可证，三年减半收取资源费，减半收取船检费，减半收取保险费，优先贷款五项优惠政策。

玻璃钢渔船之所以能在渔船中占绝对优势，是因为玻璃钢这种材料具有钢材、木材无法比拟的优越性。玻璃钢是一种复合材料，上世纪40年代诞生于美国，开始主要用于军事和航空，50年代逐渐转为民用。我国玻璃钢船艇从60年代开始发展，至今已近40年。目前已基本占领了小型船艇市场，并以轻质高强、造型美观、色彩多样而受到经营单位和乘客的欢迎。但长期以来，玻璃钢船艇的维护保养工作未能受到应有的重视。生产单位大都未在产品说明书及用户须知等资料中介绍维护保养常识，很多用户单位对玻璃钢材质、性能等缺乏了解，不少人盲目认为玻璃钢强度高、不会锈蚀，又有胶衣层保护，无需保养。这就造成了很多玻璃钢船艇由于缺乏维护保养而过早失去风采，缩短了使用寿命。玻璃钢是以合成树脂为基体，以玻璃纤维为增强材料复合而成的。它具有与钢相近的强度，有耐水、耐腐蚀的优越性能，表面光洁如镜的美观外表，可整体成型的特点；但它也存在一些不足，如刚度较小、耐磨性较差等。特别是影响质量的因素较多（如原材料优劣、作业人员技术素质、生产条件及环境因素等等），这就使同类产品质量上的差异会很大。与钢质、木质船相比，玻璃钢船具有较少维修的特点，这是玻璃钢本身的优越性能所决定的。但玻璃钢与所有材料一样，也存在着老化问题，只是老化进程较缓而已。即使在船艇表面施加了胶衣树脂形成了保护层，但由于厚度仅0.3-0.5毫米，在经常磨擦和环境侵蚀下也会损伤和减薄。所以，玻璃钢较少维护并非不需维护，适当的维护不仅可以保持漂亮的外观，还可延长玻璃钢船艇的寿命。

在世界范围内，玻璃钢（FRP）渔船从20世纪60年代初开发以来，迄今已有50多年的历史。由于玻璃钢渔船具有快速性好、操纵性优、载重量大、省燃料、易维修保养、利于环境和资源保护等优良的综合性能，获得了迅速的发展。截止20世纪末，美、英、法、日、韩等发达国家，中小型木质和钢制渔船基本被淘汰，玻璃钢渔船市场占有率占90%以上；我国台湾的玻璃钢渔船发展也相当迅速。我国大陆从20世纪70年代开始建造玻璃钢渔船，起步并不算晚，但其发展速度与发达国家相比差距甚大。目前我国拥有渔船约104万艘，木质渔船占约84%，玻璃钢渔船约占2%。玻璃钢渔船的发展与我国国民经济迅速崛起极不相称。一些国家和地区的经验应值得我们学习与借鉴。

我国大多数渔民仍在使用落后的木质渔船作为捕捞生产工具，这与国民经济的高速增长和科学技术的快速发展不相适应。更为让人忧虑的是，我国木质渔船大都老旧不堪，存在耗能高、污染水域环境严重；使用寿命短，维修费用高；安全生产条件差，事故隐患多等诸多问题。这既不符合我国发展低碳、可循环的集约型经济的要求，也影响我国渔业生产的效率和安全。在这种情况下，推广应用玻璃钢渔船，提高渔业装备水平已然

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势在必行。中小型渔船玻璃钢化是我国渔船未来发展方向。玻璃钢具有质轻高强、耐腐蚀、抗老化可设计性强等特性玻璃钢渔船正是充分利用了玻璃钢材料的特性，使其在船舶性能和经济性方面有了优于钢质和木质渔船的特点。

在船舶性能方面，玻璃钢渔船船体为一次成型，船体表面光滑，阻力小，与同功率同尺寸钢质渔船相比，航速可提高0.5-1节左右。玻璃钢比重是钢材的1/4，玻璃钢船压载重心低，在风浪中起浮性好，回复能力强，抗风能力强。

在经济性方面，玻璃钢渔船节能效果好。玻璃钢具有良好的隔热性，导热系数只有钢质的百分之一。玻璃钢渔船航速较快，可缩短航行时间，提高出海率，增加捕鱼航次，达到节油的目的。

玻璃钢渔船使用寿命较长。钢质渔船易锈蚀，使用年限一般在10-15年，还得每年维护保养、去锈涂漆，维修费用高。玻璃钢渔船具有良好的耐腐蚀性，船体永不锈蚀，理论上使用寿命可达50年之久，而且无需像钢质船每年进行维护。年均维修费用只有钢质船的十分之一。

玻璃钢渔船具有节能、使用寿命长、维修费用低等特点，虽然一次性投资高于钢质船，但其中长期经济效益仍高于钢质渔船。据不完全统计，我国现有机动和非机动木质渔船90多万艘，这些木质渔船用料混杂，技术性能差，主机耗油大，年维修费用高，而且大量消耗木材，而我国森林资源贫乏，供需矛盾突出。上世纪90年代全国用以建造和维修船只的木材，每年达200万立方米，如果20年内将90多万艘木质渔船更新为玻璃钢渔船，可节约木材930万立方米(平均每艘用料10立方米)。据1999年统计，我国现有不同尺度钢质渔船5万艘，每两年去锈一次，以每艘船产生污染物250公斤计算，平均每年向海洋倾倒6250吨污锈，严重地破坏了海洋生态环境。玻璃钢渔船则无需去锈和耗用大量木材，这样对保护海洋生态环境和森林资源起到积极的作用，具有良好的社会效益。

近年来玻璃钢船的制造量越来越多，尚供不应求，说明了玻璃钢船很有发展前途。为进一步开拓玻璃钢造船的广阔天地，如下几个方面尚需研究提高。

(1)玻璃钢的设计和实验工作目前还处于初步研究阶段。虽然对玻璃钢材料是实验和各种板架结构的实验，以及玻璃钢的典型分段实验等都做了工作，但是缺少系列化的实验。因此，尚无法为玻璃钢船的结构设计提供完整的资料，使设计的可靠性和正确性达到高度水平。

（2）手糊低压接触成型法是目前制造玻璃钢船采用的主要方法，虽然有不少优点，但是劳动强度大，生产效率低，劳动保护不易解决。因此，提高玻璃钢成型的机械化，是发展应用玻璃钢造船的重要课题。

（3）玻璃钢造船也必须实现标准化、系列化、通用化。这是提高机械化程度，实现高速度、高质量的手段。例如大批量生产的玻璃钢救生艇，经过大量调查和辛勤的工作，编订了部标准，实现了线性一致，减少了大量模具，并使生产设备和备件可以通用、船舶动力装置认知实习论文

互换。

（4）玻璃钢的原材料还需要进一步创新。比如为了克服玻璃钢弹性模量低的缺点，需要研制高弹性模量的玻璃纤维；为了减缓老化现象，需要研究新的化学稳定剂；为降低成本，应生产和使用厚的玻璃毡等新产品作加强材料。此外，在提高树脂的耐燃性方面还有不少课题。

（5）玻璃钢的质量检验方法也需要改进。目前对玻璃钢的厚度测量和内部缺陷的检查等还缺乏精确的方法。

目前，世界上2000多万艘6-20米左右的游艇中，FRP游艇占了90%以上。玻璃钢游艇国内市场需求潜力巨大，国内具有不断升温和扩大的游艇消费需求。我国经济多年持续高速增长，居民生活水平大幅提高，千万、亿万富翁已经大量出现，旅游消费不断升温，以及北京奥运成功、上海世博成功、三峡大坝库区建成、沿海发达城市逐步国际化等有利因素，极大地推动了国内景观水系休闲旅游开发的热潮，也使各类旅游休闲船艇和私家游艇市场蕴涵着巨大的发展潜力。据不完全统计，我国游艇俱乐部近5年来已由一二十个猛增到50多个，深圳、广州、珠海、上海、浙江、大连、青岛等地已有私家游艇1000多艘，国内私家购买的最贵游艇高达9000多万人民币。这一切表明游艇经济在我国已见端倪并呈快速升温之势。

总之，由于玻璃钢（FRP）具有许多传统造船材料无法比拟的优点，故从问世以来倍受造船界的重视。现已成为世界中、小游艇和高速船艇制造的首选材料，且具有良好的发展前景。参考文献

[1] 赵红萍,王唯涌,姚琳.我国玻璃钢渔船发展现状、问题与对策[J].中国渔业经济,2013,04:28-33.[2]金海祥.玻璃钢结构特点及其在造船上的应用[J].造船技术,1979,06:7-16 [3]姚树镇.国内玻璃钢船艇与国外产品相比存在的差距[J].中外船舶科技.2008(02)[4]唐军.玻璃钢船艇的维护与保养[J].民营科技.2007(01)[5]李跃先,俞进学.对我国玻璃钢船建造现状的思索[J].交通科技.2002(02)

第三篇：聚氨酯在建筑节能保温材料中应用

聚氨酯在建筑节能保温材料中应用

上海市聚氨酯产业发展促进中心总工程师 黄茂松研究员 内容摘要：

本文论述了建筑节能在国家能源政策中的地位与作用。介绍了PU硬泡保温材料应用于建筑节能的优点以及和其它有机保温材料和无机保温材料优缺点比较。介绍了TVCC火灾灾情，分析了其内因及其吸取的教训。讨论了PU硬泡和聚苯乙烯泡沫燃烧机理，从理论上阐明了两种保温材料烧燃机理的不同点，讨论了聚苯乙烯快速燃烧的原因。介绍了PU硬泡的防火性能标准，提出了需建立防火安全性能测试方法依据。讨论了建筑节能采用无机保温材料将给国家带来巨大损失的后果。

一、PU硬泡材料在外墙保温建筑节能中应用前景

（一）建筑节能是我国不可动摇的既定国策

在全球金融危机影响下，我国国民经济能否保持持续稳定的高速发展，能源问题已成为一个突出的矛盾，我国目前是世界上最大的建筑市场，我国既有建筑面积400亿m2，每年新增建筑量20亿m2，而目前我国新建筑中95%以上仍是高能耗建筑，建筑能耗已经达到全社会能耗的27%。若不采取节能措施，到2020年将有50%全国能源消耗在建筑上。据有关部门统计，我国建筑围护结构保温性能普遍较低，外墙和窗口的热导率系数为同等发达国家的3-4倍，外墙单位建筑面积耗能要高出4-5倍，我国建筑单位面积总热量为气候条件接近的发达国家高出2-5倍。由此表明我国建筑节能的潜能很大，根据建设部建筑节能的总体目标：到2010年全国城镇新建建筑实现节能50%，对既有建筑节能改造大城市完成25%，中等城市完成15%，小城市完成10%。到2020年北方和沿海经济发达地区新建筑实现节能65%。由此表明建筑节能已成为影响我国能源可持续发展战略决策的关键因素，也是我国持久的不可动摇的国策。

据有关资料报导，欧美等发达国家和建筑保温材料中约有49%采用PU材料，但在我国目前还不到10%。EPS/XPS在欧州和美国建筑节能保温材料中占有率<10%，在中国占80%。据国际板材制造商协会公布的资料表明，PU和PIR（聚异氰尿酸酯）板材在发达国家占建筑节能板材总消费量的73.8%，EPS/XPS只占20.6%。其中有机泡沫塑料板材达到了建筑节能材料消费量的94.4%。

中国塑料加工协会PU专业委员会高级顾问孟扬教授作过粗略计算，按照中国的建筑市场每年新增建筑面积20亿m2,按65%节能标准计算，年需PU保温材料为100万t/a。对400亿m2建筑能耗既有建筑每年也以20亿m2节能改造计算，每年也需100万t/aPU保温材料。

由此可见我国的建筑节能将给我国PU硬泡市场带来巨大市场空间。

（二）PU硬泡与其它保温材料优缺点比较

1、PU硬泡保温材料的主要优点（1）保温性能优越

导热系数可达到0.017-0.025w/m.k是目前有机和无机保温材料导热系收最低的一种材料。在达到同样隔热效果条件下，其使用的保温层厚度最小。计算表明：在达到同样隔热效果条件下，50毫米厚的PU硬泡，相当于80毫米厚的EPS/XPS；90毫米厚的矿物棉和760毫米厚的混凝土结构。（2）力学性能优良

喷涂PU硬泡与基层墙体表面粘结牢固，能在较宽温度范围和较高湿度条件下抵御承受风力、自重及撞击等各种负载时，PU保温层与基层不合产生起鼓而分离。尺寸稳定性小于1%，延伸率大于5%，具有一定的韧性，不易产生开裂。现象耐冲击性能优良，与其它保温材料相比具有较强的抵抗外力的能力。强度是PU硬泡最重要的力学性指标，它的大小直接决定着外墙饰面系统抗风压、抗冲击、抗应变能力，是评估外墙保温系统使用安全性能最重要、最直接的性能指标。

（3）防水性能良好

PU硬泡呈闭孔结构，闭孔率高达95%以上，具有优良的防水、隔汽性能。能阻隔水及水蒸汽渗透，使墙体保持一个良好的稳定的绝热状态，这是目前其它保温材料很难实现的。

2、PU硬泡同EPS、XPS外保温材料相比具有以下优点：

（1）保温性：PU硬泡保温性能明显优于EPX、XPS。（2）密封性：EPS和XPS有缝有空腔结构，外界空气很容易通过缝隙，空腔流通，影响保温性能。（3）抗风揭性：PU硬泡在密度35kg/m3下，抗拉强度为0.3Mpa，完全可以承受高层建筑外墙由于风的负压荷载能力。而EPS抗拉强度在干燥状况下，仅为0.1Mpa，浸水后的抗拉强度则更低，所以一般EPS不能用于高层建筑。（4）抗裂性：PU硬泡力学性能优良，尺寸变化率<1%，有一定韧性，故抗裂性好。而EPS、XPS一般要求存放40天后才能用于施工，而实际应用很难做到，因而EPS保温工程易出现裂缝，墙体透湿和返水现象。（5）防水性：PU硬泡闭孔率达95%，自结皮闭孔率100%。而EPS和XPS为空腔粘贴，水、结露水易透过裂缝及空腔渗入室内。（6）环保性：PU发泡剂可用无氟与半氟发泡，而XPS、EPS较难做到，大都采用氟利昂发泡，破坏臭氧层，造成污染大气层。（7）阻燃性：PU硬泡离火自熄碳化，EPS和XPS遇火高温下产生熔滴，易产生二次燃烧。

3、无机保温材料应用的缺点：

岩棉、玻璃棉和膨胀珍珠岩等无机保温材料存在以下缺点：（1）导热系数大（0.065~0.090w/m.k），保温性能差；（2）密度大：保温层厚度大，占地面积大；（3）材料力学性能差：材料本身呈松散结构，成型板块时需用乳化沥青做粘合剂，抗撞击强度和受压强度等整体力学性能均较差。（4）吸湿性大：此类保温材料在使用过程中易吸湿，致使导热系数大幅升高，保温性能变得更差。（5）环保性能差：此类材料含有大量有害物质，在施工和应用中对人体有害。玻璃棉遇潮后释放有毒气体，一些发达国家已禁止使用此类材料作保温材料。

二、PU硬泡外墙保温材料防火安全性能解析

（一）国内近年来发生的两次火灾案例分析

1、深圳龙岗区火灾案例

2008年9月20日深圳龙岗区文化俱乐部大厅里。演员表演节目用烟火道具枪向天花板打烟火，火花点然天花板，点燃未经阻燃处理的PU材料，引起火灾，烧伤59名，其中48名为烟雾吸入性损伤，由此在社会上对PU材料产生了负面影响，当地公安部为此作出规定，一律不准在当地使用PU泡沫作为室内装饰材料。此次火灾根本原因，采用的PU泡沫塑料，未经阻燃消烟处理，易起火，起火后产生大量浓烟，引起人员伤亡。

2、中央电视台新址北配楼电视文化中心（简称TVCC）火灾案例

2009年2月9日晚TVCC发生大火，燃烧持续时间6小时，过火而积达10万平方米，7人受伤，其中一名消防人员牺牲。TVCC共有30层，高159米，建筑面积103648平方米。主体结构为钢筋混凝土结构，外立面装修材料南北侧为玻璃幕墙；东面立面为钛锌板幕墙，幕墙外层表面保温材料为XPS（聚苯乙烯挤塑板）内层表皮保温材料为防火棉，外层表皮防水材料为三元乙丙防水膜。初步查明火灾系违规燃放烟花爆竹引燃保温材料所致。火灾沿保温材料面上下左右多个方向迅速蔓延到整个大楼。中央电视台2月13日通报专家组对火灾现场进行勘察的初步结果，称这次火灾系新中国成立以来建筑物燃烧最快的一例。

TVCC火灾案例原因分析：建筑部幕墙门窗标准化技术专家组组长龙文志教授，对此次火灾原因、教训和对策作了精辟分析。龙教授观点概括如下：

（1）火灾的内因是采用了防火性能差的XPS（聚苯乙烯挤塑板）复合板：该复合板材采用由德国进口的2毫米厚钛锌板作屋架幕墙。采用直立锁边结构的铝镁锰合金板（板厚小于1毫米）作层面防水层。钛锌板熔点4180C左右，燃放烟火的礼炮及礼花弹其燃烧温度高达17000C。燃烧的礼花一旦落在钛锌合金板上面，熔融的钛合金向下流淌，引燃下层XPS保温材料，从而形成XPS大面积闷烧，使连结一起的钛锌板产生“烟囱”效应，进而火焰迅速蔓延和积累，最终引发TVCC整体轰燃而产生轰爆效应。

（2）深刻吸取教训，防止此类案例重演：龙教授认为此次火灾燃放烟火只是外因，该建筑幕墙及屋面的XPS保温材料造就了火灾隐患存在必然性。龙文志教授特别指出：“这次不出现火灾可能在今后别的大楼使用过程中也要出现火灾，而那时的危害性要比现在严重上百倍”。TVCC火灾案例要从中深刻吸取其教训，XPS材料由于温度超过800C产生熔滴，引发燃烧后极易诱发二次燃烧，且具有极快的火焰传插速度。由此，公共建筑和超高层建筑采用此类保温材料必须慎之又慎。在美国有20多个州禁止使用聚苯乙烯泡沫用于建筑保温；在英国，18米以上建筑不允许使用EPS板薄抹灰外墙保温系统；在德国，22米以上建筑不充许使用EPS板薄材灰外墙保温体系。在欧洲许多夹心板材厂不再生产防火性能差的EPS板，许多保险公司已禁止给EPS板作保温建筑保险。同样在韩国和澳洲等地的建筑保温市场EPS和XPS泡沫也被禁止使用。

（3）建立符合中国国情的建筑外墙屋面保温防火节能体系：近年来重大恶性建筑火灾和外墙屋面火灾事故频频发生，不能机械地套用国外一些方法。龙教授认为建筑火灾和外墙防火要结合我国的实际情况出发，做到安全与节能，防火与保温并重。建立符合中国国情的建筑幕墙屋面保温防火节能体系。针对中国新时期防火、消防工作规律，突破制约外墙层面防火的关键技术，形成具有强制力的、科学性的技术标准和工程规范。

（二）PU硬泡外墙保温材料防火安全性能最新技术进展

1、上海精洽科贸公司杨宗琨教授的重大科技成果

杨教授积20多年PU硬泡防火安全性能研究经验，研制成氧指数高、火焰传播性小、烟雾小、毒性小、耐燃性好、抗火焰贯穿力强的难燃PU硬泡。其核心技术是发明了经化学结构改性的无卤阻燃聚醚多元醇，即在易燃的氨基甲酸酯分子结构中，引入了耐高温、难燃、低发烟、低毒性的环状结构化合物（异氰脲酸脂环、哑唑烷酮、芳香族环、碳化亚二胺结构）并选择了先进的无卤、膨胀性阻燃技术。研制成的板材经国家建筑工程材料监督检验中心上海建材及构件质量监督站检测，氧指数为32.7，烟密度等级SDR为61，达到了B1难燃等级。该项成果需尽快推动其实现产业化和市场化。

2、南京四环研究所朱吕民教授的重大科技成果：朱教授也研制成了一种无卤阻燃聚醚，并成功地应用于PU软泡和硬泡，已实现产业化和市场化。

亨斯迈上海研发中心与山东一家公司联合研制成了环保型双面彩钢PU夹心板，达到B1等级。韩国一山上海有限公司也研制成了PU难燃PU硬泡，经四川消防所检测达到了B1级难燃等级。

3、江苏化工研究所研制成了阻燃PU硬泡和松香油聚酯多元醇；南京康塑德公司已实现了芳香族聚酯多元醇系列化；广州朗腾PU公司已研制了阻燃PU硬泡组合料。此外跨国公司HUMTSMAN、BASF、Bayer也有多个品种的阻燃级PU硬泡。

4、我国阻燃剂、抑烟剂已有空前发展，为我国阻燃PU硬泡研发和生产基定了坚实基础。

5、中国科大、北京理工大、四川大学在高分子阻燃和火灾科学研究方面已取得了令人瞩目的成果。

（三）对PU硬泡保温材料防火安全性能的讨论

1、PU硬泡与聚苯乙烯泡沫燃烧机理分析（1）PU硬泡的燃烧机理

PU硬泡是一种交联热固性材料，燃烧机理以凝聚相燃烧为主要控制区。其燃烧过程：点火→凝聚相发生热分解反应→凝聚相表面形成碳化层→凝聚相热分解产物进入气相燃烧区→气相反应区完成燃烧反应释放大量热量。

PU硬泡燃烧机理特点是在凝聚相表面形成一个碳化层，此碳化层可有效起到阻碍燃气气相反应区热量和高温反应产物向固相的传递，对热量传递起到屏蔽作用，从而起到降低火焰的传播速率。因此对PU硬泡采取的阻燃措施，主要是降低凝聚相分解反应速率，提高碳化层的致密性和厚度，以及采用PIR（聚异氰尿酸酯结构）泡沫和化学或物理膨胀型阻燃剂以及具有阻燃分子结构的PU硬泡，均能起到提高表面碳化层的阻燃效果。

（2）聚苯乙烯（EPS/XPS）泡沫的燃烧机理

聚苯乙烯泡沫是一种热塑性材料，其燃烧机理主要以气相燃烧为主要控制区，无阻燃剂条件下，一般表面不形成碳化层。其燃烧过程：点火→固相发生热分解反应→固相分解产物直接进入气相区→气相区完成燃烧反应释放大量热量。由于聚苯乙烯燃烧过程中燃烧表面无碳化层结构，所以聚苯乙烯热释放速率一般要比PU硬泡要大。聚苯乙烯燃烧的另一个特点就是，在燃烧过程中会产生熔滴，熔滴易扩大燃烧面，导致二次燃烧，这也是聚苯乙烯火焰传递速率快的一个重要原因。TVCC火灾实情，验证了聚苯乙烯存在快速传递火焰速率的致命缺点。

2、关于PU防火安全性能阻燃等级标准

（1）GB8624-1997《建筑材料燃烧性能分级方法》规定用氧指数（着火性）、垂直（水平）燃烧法（火焰传播性）和烟密度三项指标作为衡量材料的阻燃性能标准。

按照GB8624-1977标准，PU硬泡B1级阻燃指标是：1）氧指数大于32%。2）平均燃烧时间30秒，平均燃烧高度小于250毫米。3）烟密度SDR<75。

（2）GB8624-2006标准采用燃烧热释放速率、燃烧热释放量、燃烧烟密度和燃烧产物毒性四项指标作为材料阻燃性能分级标准。把建材燃烧性能分级为A1、A2、B、C、D、E、F共7级。其中A1、A2级PU硬泡难以达到，建材用PU主要分B、C、D三种级别。

GB8624-2006 B级和C级对应于8624-1997 B1级 GB8624-2006 D级和C级对应于8624-1997 B2级

新标准申引入了SBI测试（建筑材料或制品单体燃烧实验GB/T20264）。SBI测试和以往阻燃测试最大区别是不再单独测试泡沫的阻燃能力，而是测试包括面层在内的整体燃烧与热释放速率。

（3）GB862-2006标准中增加了燃烧产物毒性一项。GB8624-2006比欧美国家对PU硬泡达到的标准要高得多，欧美国家只要达到其中二项就可以了，而我国必须四个指标全部要达到标准。这是根据中国国情出发必须制定严格的防火性能标准。

3、关于安全防火性能的测试方法

PU硬泡保温材料安全防火性能测试方法应涵盖三个方面内容：

1）建立性能化、标准化、科学试验方法：主要建在国家级、省市级消防和质量研究单位。主要任务：制定标准、质量监督、产品等级判断和防火性能研究。2）建立真实火灾模拟试验方法：主要建在国家级研究和高校单位，如国家级火灾重点实验室。主任任务：模拟材料的真实火灾下燃烧特征。与材料的防火安全性能建立相关关系，是判断防火安全性能的终裁手段。

3）建立简易、易以推广的常规测试方法：主要针对大量产品生产单位使用。作为检验产品防火安全性能的常规检测方法。

以上三种试验方法均需具有与材料真实火灾燃烧性能有较好的相关性。

4、关于PU硬泡毒性气体问题

目前国内对PU硬泡产生一种误解，认为PU硬泡燃烧后必定产生大量毒性气体，由此提出此种材料不能作为建筑的内保温和外保温材料，这种见解带有一定的偏面性。PU泡沫燃烧产物毒性气体的成分不是不可以改变的，更不是必然的，这主要取决于PU泡沫的结构，以及采取何种阻燃剂和抑烟剂，通过科学的研究方法，完全可以研制成燃烧产物烟密度小，毒性低的PU泡沫产品。在中国PU工业协会2008年第十四次年会上，日本三村成利作了“日本聚氨工业协会就火灾问题的对策——有关PU泡沫的火灾安全”报告，在报告中日本PU工业协会系统地对PU泡沫燃烧气体毒性组份组成及对老鼠作了毒性试验。得出的结论是：PU泡沫燃烧产物毒性气体组成与木材燃烧产物相近。相信日本PU工业协会是以一种负责任的态度公布其研究结果。国内相关单位应认真对待此研究结论，切勿轻易否定。

5、将建筑节能有机保温材料一律拒之门外 据悉最近国家有关部门试图作出规定：公共建筑和超高层建筑一律不准使用有机保温材料，提倡采用无机保温材料。这种片面规定，值得国家能源部和建设部深思。此种规定一旦实施将会带来以下恶果：

（1）国家建筑节能任务将付之东流：若建筑节能采用无机保温材料则无法完成50%和65%节能目标。也无法完成未来国家节能减排的艰巨任务。将会造成对国家经济和能源巨大损失。根据建筑体系围护结构传热系数的要求，要实现节能率65%，墙传热系数必须达到0.4~0.6，要达到此要求，无机保温材料难以达到必然被淘汰。

（2）采用无机保温材料是历史倒退：欧美经济发达国家建筑节能材料发展历史是无机保温材料→聚苯乙烯有机保温材料→PU有机保温材料。正由于有机保温材料在建筑节能等方面比无机材料具有综合优势，而被这些经济发达国家广泛采用。若采取这种因噎废食作法，片面认为有机保温材料防火安全性能达不到要求干脆一律加以否决，这种做法是建筑保温材料发展史上一种倒退。

（3）无机材料绝非理想选择：无机保温材料除防火性能占有一定优势外，本身存在环保性能差，吸湿性大，占地面积大，自重量大和含有危害人体毒性等缺点。从综合性能和综合经济效益评价无机保温材料并非建筑保温材料的理想选择。

三、几点看法

1、我国巨大的建筑节能市场是拉动我国未来PU发展的主要因素，也是国际跨国公司瞄准的重点目标市场。

建筑节能是国家不可动摇的既定国策。也是国家实现节能减排的一项重要举措。是确保我国国民经济持续平稳增长，人民生活水平不断提高，能源得到充分利用和保护地球环境的一项极为重要的政策。

2、PU硬泡具有优越的保温性能、优良的力学性能和防水性能，是实现国家建筑节能目标不可缺少的一种理想建筑保温材料。国外发达国家甘多年在建筑节能上成功应用，充分表明PU硬泡作为建筑节能保温材料，技术上是可行的，也是可靠的。

3、PU硬泡作为外墙保温材料，必须做到节能与安全，保温与防火两者并重，两者缺一不可。

PU硬泡用于建筑保温材料，其防火安全性能在技术是可以达到的。国内PU硬泡保温材料今后努力方向是：提供生产出符合建筑节能要求，防火安全性能达标，性价比优良的产品。并尽早实现产品产业化、市场化和系列化。

4、尽快建立符合中国国情的建筑外墙保温防火节能体系的评估办法。包括制订标准（符合科学性、合理性、可操作性）建立测试方法（符合客观性和可操作性），制订现场检测和监督管理办法等。

5、建筑节能保温材料采用无机保温材料，并将有机保温材料一律拒之门外的作法值得有关部门深思。此种作法不符合建筑节能保温材料的科学发展规律，极大地限制了有机保温材料的合理发展，严重阻碍了国家节能减排的国策实施，将对国家能源、建筑和经济造成巨大损失。

6、TVCC火灾案例有关专家已得出明确结论：TVCC火灾是建国以来建筑物火焰传播速度最快的案例，其内因是采用了具有快速火焰传播速度的XPS有机保温材料。TVCC火灾应引起国家相关部门深思。

目前我国已有高层建筑近10万幢，其中100米以上的超高层建筑几千幢，未来30年，估计我国新建高层建筑近10万幢。在公用建筑高层建筑和超高层建筑保温材料应用上，必须深刻吸取TVCC惨痛教训，防止类似恶性事故重演。

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：玻璃钢材料在风力发电的应用

玻璃钢复合材料在风力发电领域中的应用

摘要：本文简单介绍了玻璃钢复合材料的特点,以及玻璃钢制品在风力发电领域常用的成型工艺；重点叙述了玻璃钢复合材料在风机叶片、机舱罩、整流罩及其他附件中的应用；提出了目前玻璃钢复合材料在风电发电领域应用存在的问题。具有一定的现实意义和实用价值。

关键字：玻璃钢复合材料、风机叶片、机舱罩、整流罩

来自世界权威机构的统计：石油、天然气、煤炭等储量的开采年限分别仅有41、61.9、230。日益萎缩的燃料能源使得新能源的发展前景喜人，而新能源的清洁、环保和可再生的突出特点使得其利用与发展在全球经济的发展大局中不断升温。上世纪70年代以来，新能源开发利用受到世界各国的普遍重视，许多国家都将开发利用新能源作为提高能源安全、应对气候变化和实施可持续发展战略的重要途径。最近几年，随着国际石油价格的大幅攀升以及《京都议定书》的生效，新能源发展愈加成为国际能源领域的热点。

从目前新能源的资源状况和技术发展水平来看，水能、风能、生物能和太阳能已经成为发展重点。其中，风电技术已基本成熟，开发成本接近常规能源，未来将会继续保持较快的发展速度。到2006年底，世界风电装机总容量达到了7500万千瓦，过去10年中年均增长28%，已成为继火电、水电和核电之后的第四大主要发电电源。

在风力发电领域玻璃钢复合材料扮演着重要角色，它是风力发电机叶片、机舱罩、整流罩等部件的主要制作材料，它的性能好坏直接决定着风机的工作效率和使用寿命。因此，研究玻璃钢复合材料的特点、性能、制作工艺、常用制品并能在风力发电领域有效的加以利用具有一定的使用价值和重要的现实意义。1.玻璃钢复合材料 1)玻璃钢复合材料简介

玻璃钢学名玻璃纤维增强塑料。它是以玻璃纤维及其制品作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。玻璃纤维是由不同成分的玻璃为原料，经熔融后拉丝制得的，其直径为0.1～30微米不等,它是应用很广的一种无机材料。

用于玻璃钢的玻璃纤维主要是玻璃布、玻璃带、玻璃纤维合股纱和攻璃纤维表面毡等。在玻璃钢中，树脂则是基体材料。通常树脂合显约为玻璃钢制品重量的20～80％。树脂的性能对玻璃钢的性能有着直接的影响。常用的热固性树脂中，主要有不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂。而目前用得最多的是不饱和聚酯树脂，环氧树脂及酚醛树脂次之。不同的树脂对应不同的玻璃钢制品，其性能有着明显的差异。相对聚酯玻璃钢来说，环氧玻璃钢机械性能、耐腐蚀性都比较优越，但其成型较为困难，价格昂贵，毒性大。在风电领域环氧玻璃钢主要用于叶片的制作，聚酯玻璃钢用于机舱罩、整流罩等其他玻璃钢零部件的制作。2)玻璃钢复合材料的特点

a)轻质高强 相对密度在1.5～2.0之间，只有碳钢的1/4～1/5，可是拉伸强度却接近，甚至超过碳素钢，而比强度可以和高级合金钢相比。

b)耐腐蚀性能好 FRP是良好的耐腐材料，对大气、水和一般浓度的酸、碱、盐以及多种油类和溶剂都有较好的抵抗能力。是优良的绝缘材料，用来制造绝缘体。高频下仍能保护良好介电性。FRP热导率低，是优良的绝热材料,室温下为1.25～1.67kJ /(m·h·k)，只有金属的1/100～1/1000。

c)可设计性好 可以根据需要，灵活地设计出各种结构产品，也可以充分选择材料来满足产品的性能。

d)工艺性能优良 以根据产品的形状、技术要求、用途及数量来灵活地选择成型工艺。工艺简单，可以一次成型，经济效果突出，尤其对形状复杂、不易成型的数量少的产品，更突出它的工艺优越性。3)风力发电中的玻璃钢制品主要成型方法

a)手糊法 操作简单、成本低，但产品质量不稳定，主要用于整体制品和机械强度不高的大型制品。目前手糊法是制作叶片、机舱罩、整流罩的主要成型方法。

b)真空导入法

真空导入法的原理是：一个真空袋与模具形成的耐压密闭腔内先填满纤维增强材料，再用压力将液态树脂注入模腔使其浸透增强纤维，然后固化成型。密闭成型，产品尺寸和外型精度高，适合成型高质量的复合材料整体构件；制品表在光洁度高；成型效率高，环境污染小。工艺属于半机械化的复合材料成型工艺，工人只需将设计好的纤维制品按照工艺要求铺好，然后表面铺设真空袋，与模具形成密闭腔，然后用空压机抽真空并保持恒定压力，使真空袋紧贴纤维制品，随后注射已配比好的树脂，注射树脂时通过压力表密切注意密闭腔内压力的变化，出现大的变化时应立即停止注射树脂，检查密闭性并修复，这样形成的产品气泡少、树脂淤积少、纤维得到了充分浸润。与手糊工艺相比，不但节约了粘接工艺的各种工装设备，而且节约了工作时间，提高了生产效率，降低了生产成本。同时由于采用了低粘度树脂浸润纤维以及采用加温固化工艺，大大提高了复合材料的质量和生产效率。

c)夹层结构 夹层结构一般是由三层材料制成的复合材料，采用夹层构方式是为了提高材料的有效利用率和减轻结构重量、增加基体刚度。根据所用的芯材种类和形式的不同，分为泡沫塑料夹层结构、蜂窝夹层结构、梯形和矩形带头作用层结构、圆环形夹层结构。2.玻璃钢复合材料的应用

a)叶片 叶片是整个风力发电机的关键部件,它的性能优劣、设计好坏直接影响到配套的齿轮箱和发电机的设计和正常运行。风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构，结构上分3个部分：第一部分为根部：材质一般为金属。第二部分为外壳：一般为玻璃钢，通常是使用双、多轴向织物为增强体与基体树脂复合而成。织物可以具有不同的结构，与不同的材料进行复合，再用树脂进行连结，模塑成半个外壳。一对半个外壳粘在一起形成一个承载外壳，第三部分为龙骨，即加强筋或加强框，一般为玻璃纤维或碳纤维增强复合材料，双轴向经编织物和多轴向经编织物增强复合材料的基布比经纬交织的机织物具有更明显的优势。这类轴向织物承受载荷的纱线系统按要求排列并绑缚在一起，因此能够处于最佳的承载状态。目前，大型风机叶片主要采用玻璃纤维、玻璃纤维/碳纤维混杂、碳纤维等增强体的复合材料。由于玻璃纤维的价格仅为碳纤维价格的1/10左右，而玻璃纤维增强复合材料叶片因为其质量轻比强度高、可设计性强、价格比较便宜等因素，还是大中型风机叶片材料的主流。

b)机舱罩、整流罩 机舱罩、整流罩是风力发电机抵抗恶劣环境的外壳，同时也给风机维护人员提供了安全闭合的操作空间，它能防沙、防雨、防雷和保温，起到保护风力发电机整机、轮毂及其电器元件的作用，它的性能好坏直接决

定着风机的使用寿命。从材料角度分为两部分玻璃钢部分和非玻璃钢部分（主要是金属附件），玻璃钢部分结构又分为两种：夹层结构和全玻璃钢结构，罩体主要采用的是夹层结构，夹芯以泡沫为主，在需要打孔来安装附件的区域泡沫夹芯用密度较大、硬度较高的材料替代，常用的有木材或聚亚安酯材料。全玻璃钢结构主要用于强度要求比较高的连接法兰和开口翻遍处。机舱罩、整流罩内部布有 纵、横加强筋，以增加罩体的强度和刚度，保证风机能经受住风载、雪载、冰载等综合载荷。

风机排风口罩、风机高速轴护罩等小部件 小部件结构简单、量小、载荷要求不高，基本采用手糊法制作。3.存在的问题

虽然玻璃钢复合材料在风电领域得到了极大的应用，但个人认为以下的问题还是制约着其发展：(1)机舱罩、整流罩制作

目前国内没有统一的国家标准，在材料性能、载荷分析、制品要求等大多参考国内外船级社的规定，严重制约着新产品的设计，加上国内同行业间的技术壁垒，先进的技术得不到广泛推广。(2)玻璃钢制品最大的特点是易变形

如何能有效的控制大型制品的变形量并加以量化，是提高产品质量的一个难点。4.结论

玻璃钢作为一种新型的工程材料拥有突出的性能，在风电发电领域起着举足轻重的作用；相信在不远的将来，随着生产技术的不断发展，玻璃钢产业会成为我国一种新型的支柱产业。