目前,由于船舶設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中,必須考慮材料的防火性能,使得復(fù)合材料難以在船舶建造中發(fā)揮重要作用,無法制成大型結(jié)構(gòu)件。因此,來自意大利的研究人員正著手研究一種新型復(fù)合材料樹脂的阻燃性能,即:將鋅基化合物加入到環(huán)氧基體樹脂中。
在美國,聯(lián)邦法規(guī)目前還是明令禁止在船舶主體結(jié)構(gòu)中使用復(fù)合材料制造,理由是,這種新型材料無法滿足船舶部件不易燃燒的性能。相比之下,International Maritime Organisation的High Speed Craft(HSC)表示,復(fù)合材料可以同樣具有卓越的防火性能,可用于制造船艙隔間和艙壁,其卓越的性能能夠滿足防火測試的要求。
最近RINA(the Royal Institution of Naval Architects 英國皇家造船機(jī)構(gòu))組織召開了一次會(huì)議,來自復(fù)合材料研究院和意大利CNR 生物醫(yī)學(xué)國家研究委員會(huì)的專家高度贊揚(yáng)了將鋅基化合物加入到環(huán)氧基體樹脂后,使復(fù)合材料具有高阻燃性能。
Authors De Fenzo, Formicola, Antonnucci, Zarrelli和Giordano在演講中指出,傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂在400°C會(huì)發(fā)生燃燒現(xiàn)象,雖然隨著火苗減弱,變成焦炭,但此時(shí)卻有產(chǎn)生出大量對人體有毒氣體。這類有毒氣體主要來自于樹脂易燃性和易揮發(fā)性。
復(fù)合材料船舶內(nèi)部
眾所周知,某些化合物的鋅和錫能有效地抑制這些有毒氣體的排放量,因此能夠有效抑制毒氣。他們這樣做的結(jié)果,可以有效分離樹脂,使燃燒過程放慢。在意大利進(jìn)行的該項(xiàng)測試結(jié)果表明,硼酸鋅、鋅錫和鋅添加劑應(yīng)用在一個(gè)低粘度增韌的環(huán)氧樹脂中,該樹脂采用樹脂傳遞成型 (RTM)和真空導(dǎo)入加工工藝,這時(shí)的添加劑是有效的防火阻燃劑。
英國玻璃鋼游艇防火結(jié)構(gòu)研究部門根據(jù)特定的熱負(fù)荷,概述了復(fù)合材料理論模型。該模型的測試成功,將使的復(fù)合材料船艇設(shè)計(jì)師能夠有效的防治樹脂燃燒和有害氣體的排放。
除了上述項(xiàng)目,英國博爾頓大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的開發(fā)下一代船用阻燃復(fù)合材料項(xiàng)目將從今年本月開始實(shí)施,歷史三年半。其目的是開發(fā)比現(xiàn)在正在大規(guī)模生產(chǎn)的復(fù)合材料樹脂更具有阻燃性的樹脂,這些樹脂將比現(xiàn)在用來生產(chǎn)的樹脂重量更輕,更不容易腐蝕,成本更加低廉。
英國博爾頓大學(xué)和南安普敦大學(xué)已經(jīng)獲得英國工程和物理科學(xué)研究理事會(huì)(EPSRC)提供的(117萬美元)開發(fā)下一代船用阻燃復(fù)合材料項(xiàng)目研究資金。該項(xiàng)目已經(jīng)吸引了合作者:材料供應(yīng)商斯科特貝德爾、BVF和BVT船廠、以及經(jīng)營者英國皇家救生艇學(xué)會(huì)(RNLI)和英國國防部、國防科學(xué)與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(Dstl)、皇家海軍,并涉及到了監(jiān)管機(jī)構(gòu)勞氏船級社和英國國防部,執(zhí)法部門:英國海事和海岸警衛(wèi)署。
新研制的復(fù)合材料首先將用于船舶的上層建筑。不過,也可以用于其它工程領(lǐng)域,如公路、鐵路運(yùn)輸和航空等領(lǐng)域。