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　 海洋工程塑料橡膠及產(chǎn)品應(yīng)用

　2019-11-14

　 2 目錄

　一、海洋工程常用塑料橡膠 ........................................... 3 1.高密度聚乙烯 .................................................. 4 2.交聯(lián)聚乙烯 .................................................... 5 3.尼龍-11 ....................................................... 6 4.聚偏氟乙烯 .................................................... 7 5.耐熱聚乙烯 .................................................... 8 6.高相對(duì)分子質(zhì)量高密度聚乙烯 .................................... 8 7.通用型橡膠 ................................................... 10 8.特種型橡膠 ................................................... 11 9.玻璃微珠 ..................................................... 11 10 纖維強(qiáng)化塑料................................................. 12 11.高密度聚乙烯 ................................................ 13 12.玻璃纖維增強(qiáng)聚乙烯 .......................................... 14 13.聚氨基甲酸酯 ................................................ 15 14.碳纖維復(fù)合材料 .............................................. 16 非金屬撓性軟管 .................................................... 17 水上浮筒........................................................... 19 護(hù)舷 .............................................................. 19 觀光船............................................................. 20 深水網(wǎng)箱、海上平臺(tái)................................................. 21 防彎器............................................................. 22 限彎器............................................................. 23 VIV 抑制裝置 ....................................................... 24

　 3 一、海洋工程常用塑料橡膠 非金屬材料在海洋工程及船舶工程中的應(yīng)用非常廣泛，這主要得益于它在海水環(huán)境中所表現(xiàn)出來(lái)的優(yōu)異性能。采用非金屬材料設(shè)計(jì)制造的海工裝備和海洋船舶可以實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度、輕重量、低成本、防腐蝕、低排放、遠(yuǎn)續(xù)航、長(zhǎng)壽命、吸振消聲、優(yōu)異舒適性的設(shè)計(jì)理念，已經(jīng)成為現(xiàn)代海工行業(yè)的理想材料。

　 船舶與海洋工程中使用的非金屬材料包括塑料、橡膠、玻璃鋼、混凝土、裝飾材料、涂料、木材、玻璃、石油化工產(chǎn)品等。其中高分子材料應(yīng)用廣泛。高分子材料也稱(chēng)聚合物或高聚物，是由許許多多分子量特別大的鏈狀大分子所組成。每個(gè)大分子中大量結(jié)構(gòu)相同的單元（稱(chēng)作鏈節(jié)）實(shí)質(zhì)上是一種成幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物，它們?cè)诠矁r(jià)鍵的作用下，連接成鏈狀結(jié)構(gòu)，其分子量一般在 103~106之間。高分子材料最典型的代表就是聚乙烯，它的分子是由數(shù)量足夠多的乙烯小分子打開(kāi)雙鍵加聚反應(yīng)后形成的，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

　由此可見(jiàn)，盡管高分子物質(zhì)的分子量較大，微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，但仍然有規(guī)律可循。因此，可以按照“大分子鏈的化學(xué)組織→大分子鏈的構(gòu)型→大分子鏈的非金屬材料有機(jī)合成材料（高分子材料）塑料熱塑性塑料熱固性塑料橡膠合成纖維膠粘劑涂料無(wú)機(jī)非金屬材料硅酸鹽材料玻璃水泥絕緣材料耐火材料陶瓷氧化物類(lèi)陶瓷材料

　 4 構(gòu)象→大分子鏈的聚集態(tài)→高聚物的高次結(jié)構(gòu)”這樣的結(jié)構(gòu)層次來(lái)說(shuō)明高分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

　大分子鏈的空間形象稱(chēng)作構(gòu)象。由于大分子鏈?zhǔn)怯沙汕先f(wàn)個(gè)原子經(jīng)共價(jià)鍵連接而成，而每一個(gè)鏈節(jié)均可以在保持其鍵長(zhǎng)和鍵角不變的前提下自由轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，整個(gè)大分子鏈表現(xiàn)出一定程度的柔順性。這種分子鏈的剛?cè)嵝詫?duì)高聚物的性能影響很大，一般來(lái)說(shuō)，剛性分子鏈?zhǔn)垢呔畚锏膹?qiáng)度、硬度和熔點(diǎn)提高，而柔性分子鏈則增大高聚物的彈性、韌性和流動(dòng)性等。

　1. 高密度聚乙烯 【英文縮寫(xiě)】HDPE 【常用俗稱(chēng)】低壓乙烯 【組成單體】乙烯 【基本特性】高密度聚乙烯是一種不透明白色臘狀材料，比重比水輕，比重為 0.941~0.960，柔軟且有韌性，比 LDPE 略硬，無(wú)毒，無(wú)味。

　【燃燒特性】易燃，離火后能繼續(xù)燃燒，火焰上端呈黃色，下端呈藍(lán)色，燃燒時(shí)會(huì)熔融，有液體滴落，無(wú)黑煙冒出。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】耐酸堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性優(yōu)良。低溫時(shí)，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強(qiáng)度，剛性等機(jī)械強(qiáng)度高于 LDPE，接近 PP，比 PP 韌性強(qiáng)，但表面光潔度不如 PP。

　【主要缺點(diǎn)】機(jī)械性能差，透氣差，易變形，易老化，易發(fā)脆，脆性低于PP，易應(yīng)力開(kāi)裂，表面硬度低，易刮傷。難印刷，印刷時(shí)，需進(jìn)行表面放電處理，不能電鍍，表面無(wú)光澤。

　【應(yīng)用場(chǎng)合】用于擠出網(wǎng)箱、立管管材，包裝薄膜，繩索，編織袋，漁網(wǎng)，水管；注塑低檔日用品及外殼，非承載荷構(gòu)件，膠箱，周轉(zhuǎn)箱；擠出吹塑容器，中空制品，瓶子。

　【注塑工藝】

　HDPE 熔點(diǎn)為 142℃，分解溫度為 300℃；注塑溫度的可調(diào)區(qū)間較大。注塑時(shí)，使用溫度為 180℃--230℃；烯烴類(lèi)塑料不吸水，所以生產(chǎn)時(shí)無(wú)需烘干，為保證

　 5 產(chǎn)品質(zhì)量，可用 60℃溫度烘干 1hr，排出浮水；聚乙烯的熔體粘度大，流長(zhǎng)比小，薄壁制品可能缺膠，因此，澆口和流道相對(duì)較大；制品易帶靜電，表面易吸埃。收縮率為 16‰；溢邊值為 0.05mm。

　供應(yīng)商及價(jià)格：

　茂名石化

　8378 元/噸 韓國(guó) LG 化學(xué)

　11076 元/噸 科威特 EQUATE

　8488 元/噸 美國(guó)埃克森美孚（沙特）

　7580 元/噸 中石化福建煉化

　7879 元/噸

　 2. 交聯(lián)聚乙烯 【英文縮寫(xiě)】XLPE 【組成單體】乙烯 【耐熱特性】網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的 XLPE 的耐熱性能優(yōu)異。在 200℃以下不會(huì)分解及碳化，長(zhǎng)期工作溫度達(dá) 90℃，熱壽命達(dá) 40 年。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】使用溫度范圍寬，可以在-75℃至-110℃條件下長(zhǎng)期使用；交聯(lián)度高，質(zhì)地堅(jiān)實(shí)而有韌性，抗內(nèi)壓強(qiáng)度高，20℃時(shí)的爆破強(qiáng)度大于 4MPa，95℃時(shí)爆破強(qiáng)度大于 2MPa，95℃下使用壽命長(zhǎng)達(dá) 50 年；耐化學(xué)藥品腐蝕性好，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性優(yōu)，即使在高溫度下也可用于輸送多種化學(xué)品和具有加速管材應(yīng)力開(kāi)裂的多種流體；不生銹，耐腐蝕；內(nèi)壁表面張力低，可有效防止水垢形成；不霉變，不滋生細(xì)菌，完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB9687-88 的理化衛(wèi)生指標(biāo)；內(nèi)壁光滑，流體流動(dòng)阻力小，在相同管徑時(shí)，輸送流體的流量比金屬管材大，噪音低；導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)低于金屬管道，隔熱保溫性能優(yōu)良， 用于供熱系統(tǒng)時(shí)，不需保溫，熱能損失小；可以任意彎曲，不會(huì)脆裂；重量輕，只有鋼管的 1/7，搬運(yùn)方便；安裝簡(jiǎn)便輕松，安裝工作量不到金屬管的一半。管路接頭少，安裝成本低。

　【應(yīng)用場(chǎng)合】由于交聯(lián)聚乙烯管材料性能優(yōu)異。具有完全無(wú)毒的衛(wèi)生性，所

　 6 以已經(jīng)被視為新一代的綠色管材，主要應(yīng)用在：化工、石油工業(yè)流體輸送管線，制冷系統(tǒng)及水處理系統(tǒng)管線，民用住宅供暖系統(tǒng)。

　【交聯(lián)工藝】聚乙烯的交聯(lián)方法有物理交聯(lián)（輻射交聯(lián)）和化學(xué)交聯(lián)兩種。化學(xué)交聯(lián)又分為硅烷交聯(lián)、過(guò)氧化物交聯(lián)。

　輻射交聯(lián)：將聚乙烯制品，如包覆在導(dǎo)線上的聚乙烯護(hù)套、薄膜、薄壁管等產(chǎn)品用γ一射線、高能射線進(jìn)行照射進(jìn)行交聯(lián)（引發(fā)聚乙烯大分子產(chǎn)生自由基，形成 C-C 交聯(lián)鏈）。交聯(lián)度受輻射劑量及溫度的影響，交聯(lián)點(diǎn)隨輻射劑量的增加而增加，因此通過(guò)控制輻射條件，可以獲得具有一定交聯(lián)度的交聯(lián)聚乙烯制品。

　化學(xué)交聯(lián)：化學(xué)交聯(lián)則是采用化學(xué)交聯(lián)劑使聚合物產(chǎn)生交聯(lián)，由線性結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。交聯(lián)劑的選擇應(yīng)視聚合物品種，加工工藝和制品性能而定，理想的交聯(lián)劑除滿足一些具體的要求外，還應(yīng)具有如下基本要求：交聯(lián)率高，交聯(lián)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；加工安全性大，使用方便，加入樹(shù)脂后的有效期適中，無(wú)過(guò)早或過(guò)晚交聯(lián)之弊；不影響制品的加工性能和使用性能；無(wú)毒、不污染、不刺激皮膚和眼睛。

　供應(yīng)商及價(jià)格：

　天津市永鑫緣塑料制品有限公司

　 10500 元/噸

　3. 尼龍-11 【英文名稱(chēng)】nylon 11;poly-ω-aminoundecanoyl 【基本特性】尼龍 PA11 又稱(chēng)聚ω-氨基十一酰，尼龍 11 的密度為 1.04g/cm3，吸水率 0.1-0.4℅，拉伸強(qiáng)度 47-58MPa，熔點(diǎn) 186～187℃，不溶于一般溶劑，僅溶于間甲苯酚等。

　【主要特性】可耐一般酸、堿和氧化劑；吸水性低，尺寸穩(wěn)定性好，耐磨性和耐油性良好；質(zhì)量輕、耐腐蝕、不易疲勞開(kāi)裂、密封性好、阻力小；耐潮濕、干旱、嚴(yán)寒(-40℃以下)、酷暑(達(dá) 70℃)、塵土、海水或含鹽分的空氣，耐碰撞沖擊：耐電弧性及電解腐蝕性好，用作電線電纜防護(hù)套可提高電纜的可靠性并延長(zhǎng)使用壽命；用作海底光纜、電纜的保護(hù)材料時(shí)，可減少信號(hào)在傳輸過(guò)程中的損失；用 PA11 制作的煤氣管道埋設(shè)時(shí)，因質(zhì)輕不需起吊裝置，接頭用膠粘劑直接粘接即可，運(yùn)輸、操作十分方便；PA11 粉末有較好的熔融性、附著性和涂膜的

　 7 均一性；PA11 成膜性好，用作腸衣具有無(wú)毒、強(qiáng)度高、耐磨、透氣率低等優(yōu)點(diǎn)。

　【用途】一種熱塑性樹(shù)脂。用于作底光纜、電纜的保護(hù)材料，輸油管，剎車(chē)管，制油管，薄膜，電纜護(hù)套，槍托、握把、扳機(jī)護(hù)圈、降落傘蓋等。

　【制備或來(lái)源】由ω-氨基十一酸縮聚而得。

　供應(yīng)商及價(jià)格：

　湖北永闊科技有限公司

　1000 元/噸 湖北奧順生物科技有限公司 1000 元/噸

　4. 聚偏氟乙烯 【英文縮寫(xiě)】PVDF 【常用俗稱(chēng)】低壓乙烯 【組成單體】由偏氟乙烯通過(guò)懸浮聚合或乳液聚合而成 【基本特性】PVDF 聚偏氟乙烯，外觀為半透明或白色粉體或顆粒，分子鏈間排列緊密，又有較強(qiáng)的氫鍵，氧指數(shù)為 46%，不燃，結(jié)晶度 65%~78%，密度為1.77~1.80g/cm3,熔點(diǎn)為 172℃,熱變形溫度 112~145℃,長(zhǎng)期使用溫度為-40~150℃。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】可射出及押出之氟化樹(shù)脂（俗稱(chēng)熱可塑性鐵氟龍）；極佳的耐化學(xué)特性；耐磨，高機(jī)械強(qiáng)度及韌度；耐候，抗紫外線及核射線；耐熱性佳并有高介電強(qiáng)度。

　【加工方法】PVDF 可用一般熱塑性塑料加工方法加工，如擠塑、注塑、澆注、模塑及傳遞模塑成型，其它加工方法包括加工 PVDF 還可采用浸漬、共擠出、符合等加工工藝。

　【應(yīng)用場(chǎng)合】PVDF 應(yīng)用主要集中在石油化工、電子電氣和氟碳涂料三大領(lǐng)域，由于 PVDF 良好的耐化學(xué)性、加工性及抗疲勞和蠕變性，是石油化工設(shè)備流體處理系統(tǒng)整體或者襯里的泵、閥門(mén)、管道、管路配件、儲(chǔ)槽和熱交換器的最佳材料之一。PVDF 良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性能，使制作的設(shè)備能滿足 TOCS 以及阻燃要求，被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)上高純化學(xué)品的貯存和輸送，采用 PVDF樹(shù)脂制作的多孔膜、凝膠、隔膜等，在鋰二次電池中應(yīng)用，目前該用途成為 PVDF

　 8 需求增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一。PVDF 是氟碳涂料最主要原料之一，以其為原料制備的氟碳涂料已經(jīng)發(fā)展到第六代，由于 PVDF 樹(shù)脂具有超強(qiáng)的耐候性，可在戶外長(zhǎng)期使用，無(wú)需保養(yǎng)，該類(lèi)涂料被廣泛應(yīng)用于發(fā)電站、機(jī)場(chǎng)、高速公路、高層建筑等。另外 PVDF 樹(shù)脂還可以與其他樹(shù)脂共混改性，如 PVDF 與 ABS 樹(shù)脂共混得到復(fù)合材料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)裝飾、家電外殼等。

　供應(yīng)商及價(jià)格：

　南京百慕達(dá)生物科技有限公司

　900 元/噸 上海翼菁實(shí)業(yè)有限公司

　1000 元/噸

　5. 耐熱聚乙烯 【英文縮寫(xiě)】PE-RT 【常用俗稱(chēng)】低壓乙烯 【組成單體】乙烯(ethylene)和辛烯的單體經(jīng)茂金屬催化共聚而成 【主要優(yōu)點(diǎn)】耐高溫聚乙烯(PE-RT)管材是聚烯烴類(lèi)管材、管件、耐溫性，耐老化性理想的換代產(chǎn)品，它既具有交聯(lián)聚乙烯管材耐高溫、不結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了交聯(lián)后的管材不能熱熔連接，廢品、次品不能再生利用的缺點(diǎn)。與普通PE 管相比，PE-RT 管材保留了熱熔連接，衛(wèi)生、無(wú)毒、耐低溫、柔性好、易施工的優(yōu)點(diǎn)，又彌補(bǔ)了 PE 管材高溫性能方面的不足、壽命短的缺點(diǎn)，是當(dāng)前地板采暖用管材中經(jīng)濟(jì)適用的新型環(huán)保管材 【基本特性】?jī)?yōu)良的耐溫性能，使用范圍為-70℃～90℃；優(yōu)良的隔熱性能，導(dǎo)熱系數(shù)低；較長(zhǎng)的使用壽命，可安全使用 50 年以上；抗化學(xué)耐腐蝕性能好；良好的恢復(fù)形狀記憶性能；抗振動(dòng)，耐沖擊；水力特性優(yōu)良。

　6. 高相對(duì)分子質(zhì)量高密度聚乙烯 【英文縮寫(xiě)】HMWHDPE 【常用俗稱(chēng)】高分子聚乙烯

　 9 【組成單體】乙烯 【基本特性】重均分子量在 200000 和 500000 之間，HMW 聚合物品級(jí)是密度范圍在 0.944－0.954g／cc 的共聚物。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】

　（1）耐磨特性，抗滑動(dòng)摩擦能力強(qiáng)。超高分子量聚乙烯管耐磨性高于一般的鋼管 4-7 倍，不銹鋼的 27.3 倍。是酚醛樹(shù)脂的 17.9 倍，尼龍六的 6 倍，聚乙烯的 4 倍，年磨損率平均值 0．58mm ,提高了管道的使用壽命。

　（2）耐沖擊性，在現(xiàn)有的工程塑料中超高分子量聚乙烯的沖擊韌性值最高，其抗沖擊強(qiáng)度常溫下是 PE100 的 10 倍以上。隨著環(huán)境溫度的降低，其抗沖擊性能越強(qiáng)。

　（3）耐腐蝕性能，能耐絕大多數(shù)腐蝕性介質(zhì)和有機(jī)溶劑的侵蝕，超高分子量聚乙烯可以在濃度小于 80%的濃鹽酸中應(yīng)用，在濃度小于 75%的硫酸、濃度小于 20%的硝酸中性能相當(dāng)穩(wěn)定。

　（4）自潤(rùn)性，自身滑動(dòng)性能優(yōu)于用油潤(rùn)滑的鋼或黃銅。在環(huán)境惡劣、粉塵、泥沙多的地方，超高分子量聚乙烯管自身干潤(rùn)滑性能更好。能運(yùn)動(dòng)自如，保護(hù)相關(guān)工件不磨損或拉傷。摩擦系數(shù)只有 0.07~0.12，是普通 PE 的 1/5，新鋼管的1/6，橡膠的 1/20。

　（5）無(wú)毒性，超高分子量聚乙烯材料是國(guó)家已認(rèn)證的環(huán)保材料，無(wú)毒無(wú)味、防污抗蛀新型熱塑性工程塑料。美國(guó)食品與藥品管理局（FDA）和美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）允許它用于與食品和藥品接觸的場(chǎng)合。中國(guó)許多城市的主供排水道管都改用超高分子量聚乙烯管。

　（6）耐低溫性、抗老化，超高分子量聚乙烯管可長(zhǎng)期在-269℃到 80℃的溫度下工作，由于分子鏈中不飽和分子團(tuán)很少，分子量大，穩(wěn)定性高，老化速度特別緩慢，使用壽命加長(zhǎng)。

　（7）表面非附著性、不結(jié)垢，超高分子量聚乙烯管由于摩擦系數(shù)小和無(wú)極性，具有表面非附著性。

　（8）抗開(kāi)裂性最優(yōu)，超高分子量聚乙烯管通過(guò)拉伸試驗(yàn)證明，它具有100~300%的延伸率，在承受巨大的外壓和內(nèi)壓時(shí)或者是彎曲應(yīng)力也能保持一定的變形而不斷裂。

　 10 【應(yīng)用場(chǎng)合】HMWHDPE 在大型工業(yè)吹塑件的成型中，主要用來(lái)制作容積 200L以上的大型中空容器、塑料托盤(pán)、大型儲(chǔ)水罐、儲(chǔ)油罐等。

　【生產(chǎn)工藝】高相對(duì)分子質(zhì)量高密度聚乙烯，它是 PE 類(lèi)的新品種之一，有均聚物與共聚物之分，可以用淤漿法和氣相法來(lái)生產(chǎn)。聚合反應(yīng)在低壓（0.48~3.1MPa）、低溫（80~110℃）和過(guò)渡金屬催化劑存在下進(jìn)行，所用催化劑有齊格勒型或以鉻氧化物為基礎(chǔ)的菲利浦型。共聚單體多為 1-丁烯、1-辛烯等 α-烯烴。

　【成型工藝】HMWHDPE 可以用擠出和吹塑法成型，在擠出成型時(shí)，擠出機(jī)需要設(shè)計(jì)強(qiáng)制冷卻和進(jìn)料溝槽的進(jìn)料段，以提高生產(chǎn)效率，防止聚合物降解并提高材料的進(jìn)料性能，并且可使擠出量提高 60%以上。

　7. 通用型橡膠

　通用型橡膠的綜合性能較好，應(yīng)用廣泛。主要有：

　①天然橡膠 由三葉橡膠樹(shù)的乳膠制得，基本化學(xué)成分為順-聚異戊二烯。彈性好，強(qiáng)度高，綜合性能好。

　②異戊橡膠 全名為順-1，4-聚異戊二烯橡膠，由異戊二烯制得的高順式合成橡膠，因其結(jié)構(gòu)和性能與天然橡膠近似，故又稱(chēng)合成天然橡膠。

　③丁苯橡膠 簡(jiǎn)稱(chēng) SBR，由丁二烯和苯乙烯共聚制得。按生產(chǎn)方法分為乳液聚合丁苯橡膠和溶液聚合丁苯橡膠。其綜合性能和化學(xué)穩(wěn)定性好。

　④順丁橡膠 全名為順式-1，4-聚丁二烯橡膠，簡(jiǎn)稱(chēng) BR，由丁二烯聚合制得。與其他通用型橡膠比，硫化后的順丁橡膠的耐寒性、耐磨性和彈性特別優(yōu)異，動(dòng)負(fù)荷下發(fā)熱少，耐老化性能好，易與天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等并用。

　⑤氯丁橡膠 簡(jiǎn)稱(chēng) CR，由氯丁二烯聚合制得。具有良好的綜合性能，耐油、耐燃、耐氧

　 11 化和耐臭氧。但其密度較大，常溫下易結(jié)晶變硬，貯存性不好，耐寒性差。

　8. 特種型橡膠 特種型橡膠指具有某些特殊性能的橡膠。主要有：

　①丁腈橡膠 簡(jiǎn)稱(chēng) NBR，由丁二烯和丙烯腈共聚制得。耐油、耐老化性能好，可在 120℃的空氣中或在 150℃的油中長(zhǎng)期使用，有優(yōu)良的耐水性、氣密性及粘結(jié)性能。

　②硅橡膠 主鏈由硅氧原子交替組成，在硅原子上帶有有機(jī)基團(tuán)。耐高低溫，耐臭氧，電絕緣性好。③氟橡膠 分子結(jié)構(gòu)中含有氟原子的合成橡膠。通常以共聚物中含氟單元的氟原子數(shù)目來(lái)表示，如氟橡膠 23，是偏二氟乙烯同三氟氯乙烯的共聚物。氟橡膠耐高溫、耐油、耐化學(xué)腐蝕。

　④聚硫橡膠 由二鹵代烷與堿金屬或堿土金屬的多硫化物縮聚而成。有優(yōu)異的耐油和耐溶劑性，但強(qiáng)度不高，耐老化性、加工性不好，有臭味，多與丁腈橡膠并用。此外，還有聚氨酯橡膠、氯醇橡膠、丙烯酸酯橡膠等。

　9. 玻璃微珠

　 12 10 纖維強(qiáng)化塑料 【英文縮寫(xiě)】FRP（Fiber Reinforced Plastics）

　【常用俗稱(chēng)】玻璃鋼 【組成單體】玻璃纖維增強(qiáng)不飽和聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂與酚醛樹(shù)脂基體 【基本特性】玻璃鋼學(xué)名纖維增強(qiáng)塑料，俗稱(chēng) FRP（Fiber Reinforced Plastics），即纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。根據(jù)采用的纖維不同分為玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（GFRP），碳纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料（CFRP），硼纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料等。它是以玻璃纖維及其制品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強(qiáng)材料，以合成樹(shù)脂作基體材料的一種復(fù)合材料。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由增強(qiáng)纖維和基體組成。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在 10μm 以下，缺陷較少又較小，斷裂應(yīng)變約為千分之三十以內(nèi)，是脆性材料，易損傷、斷裂和受到腐蝕。基體相對(duì)于纖維來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度、模量都要低很多，但可以經(jīng)受住大的應(yīng)變，往往具有粘彈性和彈塑性，是韌性材料。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】輕質(zhì)高強(qiáng)，相對(duì)密度在 1.5~2.0 之間，只有碳鋼的 1/4~1/5，可是拉伸強(qiáng)度卻接近，甚至超過(guò)碳素鋼，而比強(qiáng)度可以與高級(jí)合金鋼相比。因此，在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的制品應(yīng)用中，都具有卓越成效。某些環(huán)氧 FRP 的拉伸、彎曲和壓縮強(qiáng)度均能達(dá)到 400Mpa 以上；耐腐蝕，F(xiàn)RP 是良好的耐腐材料，對(duì)大氣、水和一般濃度的酸、堿、鹽以及多種油類(lèi)和溶劑都有較好的抵抗能力。已應(yīng)用到化工防腐的各個(gè)方面，正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。電性能好，是優(yōu)良的絕緣材料，用來(lái)制造絕緣體。高頻下仍能保護(hù)良好介電性。微波透過(guò)性良好，已廣泛用于雷達(dá)天線罩；熱性能良好，F(xiàn)RP 熱導(dǎo)率低，室溫下為 1.25~1.67kJ/ （m·h·K），只有金屬的 1/100~1/1000，是優(yōu)良的絕熱材料。在瞬時(shí)超高溫情況下，是理想的熱防護(hù)和耐燒蝕材料，能保護(hù)宇宙飛行器在 2000℃以上承受高速氣流的沖刷。

　【應(yīng)用場(chǎng)合】現(xiàn)將玻璃鋼主要的應(yīng)用領(lǐng)域，粗略地概括如下：

　1、建筑行業(yè)：冷卻塔、玻璃鋼門(mén)窗、建筑結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、室內(nèi)設(shè)備及裝飾件、玻璃鋼平板、波形瓦、裝飾板、玻璃鋼蓋板、衛(wèi)生潔具及整體衛(wèi)生間、桑

　 13 拿浴室、沖浪浴室、建筑施工模板、儲(chǔ)倉(cāng)建筑、混凝土模板、筋材以及太陽(yáng)能利用裝置等。

　2、化學(xué)化工行業(yè)：耐腐蝕管道、貯罐貯槽、耐腐蝕輸送泵及其附件、耐腐閥門(mén)、格柵、通風(fēng)設(shè)施，以及污水和廢水的處理設(shè)備及其附件等等。

　3、汽車(chē)及鐵路交通運(yùn)輸行業(yè)：汽車(chē)殼體及其他部件，全塑微型汽車(chē)，大型客車(chē)的車(chē)體外殼、車(chē)門(mén)、內(nèi)板、主柱、地板、底梁、保險(xiǎn)杠、儀表屏，小型客貨車(chē)，以及消防罐車(chē)、冷藏車(chē)、拖拉機(jī)的駕駛室及機(jī)器罩等。

　4、鐵路運(yùn)輸方面，有火車(chē)窗框、車(chē)內(nèi)頂彎板、車(chē)頂水箱、廁所地板、行李車(chē)車(chē)門(mén)、車(chē)頂通風(fēng)器、冷藏車(chē)門(mén)、儲(chǔ)水箱，以及某些鐵路通訊設(shè)施等。

　5、公路建設(shè)方面，有交通路標(biāo)、隔離墩、標(biāo)志樁、標(biāo)志牌、公路護(hù)欄等等，船艇及水上運(yùn)輸行業(yè)。

　6、內(nèi)河客貨船、捕漁船、氣墊船、各類(lèi)游艇、賽艇、高速艇、救生艇、交通艇，以及玻璃鋼航標(biāo)浮鼓及系船浮筒等等。

　7、電氣工業(yè)及通訊工程：有滅弧設(shè)備、電纜保護(hù)管，發(fā)電機(jī)定子線圈和支撐環(huán)及錐殼，絕緣管、絕緣桿，電動(dòng)機(jī)護(hù)環(huán)，高壓絕緣子，標(biāo)準(zhǔn)電容器外殼，電機(jī)冷卻用套管，發(fā)電機(jī)擋風(fēng)板等強(qiáng)電設(shè)備；配電箱及配電盤(pán)，絕緣軸，玻璃鋼罩等電器設(shè)備；印刷線路板、天線、雷達(dá)罩等電子工程應(yīng)用。

　11.高 高 密度聚乙烯 【英文縮寫(xiě)】HDPE 【常用俗稱(chēng)】低壓乙烯 【組成單體】乙烯 【基本特性】高密度聚乙烯是一種不透明白色臘狀材料，比重比水輕，比重為 0.941~0.960，柔軟而且有韌性，但比 LDPE 略硬，也略能伸長(zhǎng)，無(wú)毒，無(wú)味。

　【燃燒特性】易燃，離火后能繼續(xù)燃燒，火焰上端呈黃色，下端呈藍(lán)色，燃燒時(shí)會(huì)熔融，有液體滴落，無(wú)黑煙冒出，同時(shí)，發(fā)出石蠟燃燒時(shí)發(fā)出的氣味。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】耐酸堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性優(yōu)良，低溫時(shí)，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強(qiáng)度，剛性等機(jī)械強(qiáng)度都高于 LDPE，接近于 PP，比 PP韌，但表面光潔度不如 PP。

　 14 【主要缺點(diǎn)】機(jī)械性能差，透氣差，易變形，易老化，易發(fā)脆，脆性低于PP，易應(yīng)力開(kāi)裂，表面硬度低，易刮傷。難印刷，印刷時(shí)，需進(jìn)行表面放電處理，不能電鍍，表面無(wú)光澤。

　【應(yīng)用場(chǎng)合】用于擠出網(wǎng)箱、立管管材，包裝薄膜，繩索，編織袋，漁網(wǎng)，水管；注塑低檔日用品及外殼，非承載荷構(gòu)件，膠箱，周轉(zhuǎn)箱；擠出吹塑容器，中空制品，瓶子。

　【注塑工藝】HDPE 有數(shù)不清的應(yīng)用，范圍從可重復(fù)使用的薄壁飲料杯到 5－gsl 罐，消費(fèi)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 HDPE 的 1/5。注塑品級(jí)一般熔體指數(shù) 5～10，有具有韌性較低流動(dòng)性品級(jí)和具有可加工性的較高流動(dòng)性品級(jí)。用途包括日用品和食品薄壁包裝物；有韌性、耐用的食品和涂料罐；高抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂應(yīng)用，如小型發(fā)動(dòng)機(jī)燃料箱和 90－gal 垃圾罐。

　一般的 HDPE 熔點(diǎn)為 142℃，分解溫度為 300℃；注塑溫度的可調(diào)區(qū)間較大。注塑時(shí)，一般使用溫度為 180℃--230℃；因是烯烴類(lèi)塑料，它不吸水，生產(chǎn)時(shí)，不需烘干，但為了產(chǎn)品質(zhì)量，可用 60℃溫度烘干 1hr，以排出浮水；聚乙烯的熔體粘度大，流長(zhǎng)比小，薄壁制品可能缺膠，因此，澆口和流道相對(duì)較大；制品易帶靜電，表面易吸埃。收縮率為 16‰；溢邊值為 0.05mm。

　供應(yīng)商及價(jià)格：

　茂名石化

　8378 元/噸 韓國(guó) LG 化學(xué)

　11076 元/噸 科威特 EQUATE

　8488 元/噸 美國(guó)埃克森美孚（沙特）

　7580 元/噸 中石化福建煉化

　7879 元/噸

　12. 玻璃纖維增強(qiáng)聚乙烯

　【英文縮寫(xiě)】GFRPE 【組成單體】乙烯、玻璃纖維 【主要用途】玻璃纖維增強(qiáng)聚乙烯具有類(lèi)似于熱塑性工程塑料的特性，可以代替金屬和 ABS、

　 15 尼龍等工程塑料，用作管材、管件、支柱、電器制品、汽車(chē)部件。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】耐酸堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性優(yōu)良，低溫時(shí)，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強(qiáng)度，剛性等機(jī)械強(qiáng)度都高于 HDPE，材料的熱穩(wěn)定性也因?yàn)椴ＡЮw維的增強(qiáng)有了一定提高。

　13. 聚氨基甲酸酯 【英文縮寫(xiě)】PU 【常用俗稱(chēng)】聚氨酯 【組成單體】二苯甲烷二異氰酸酯（MDI）、甲苯二異氰酸酯（TDI）、聚丙二醇（PPG）

　【基本特性】一種高分子化合物。1937 年由 O.拜耳等制出此物。聚氨酯有聚酯型和聚醚型二大類(lèi)。他們可制成聚氨酯塑料（以泡沫塑料為主）、聚氨酯纖維（中國(guó)稱(chēng)為氨綸）、聚氨酯橡膠及彈性體。

　軟質(zhì)聚氨酯（PU）主要是具有熱塑性的線性結(jié)構(gòu)，它比 PVC 發(fā)泡材料有更好的穩(wěn)定性、耐化學(xué)性、回彈性和力學(xué)性能，具有更小的壓縮變型性。隔熱、隔音、抗震、防毒性能良好。因此用作包裝、隔音、過(guò)濾材料。

　硬質(zhì) PU 塑料質(zhì)輕、隔音、絕熱性能優(yōu)越、耐化學(xué)藥品，電性能好，易加工，吸水率低。它主要用于建筑、汽車(chē)、航空工業(yè)、保溫隔熱的結(jié)構(gòu)材料。聚氨酯彈性體性能介于塑料和橡膠之間，耐油，耐磨，耐低溫，耐老化，硬度高，有彈性。主要用于制鞋工業(yè)和醫(yī)療業(yè)。聚氨酯還可以制作粘合劑、涂料、合成革等。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】具有優(yōu)良的彈性、伸長(zhǎng)率、壓縮強(qiáng)度和柔軟性，以及良好的化學(xué)穩(wěn)定性。此外，聚氨酯泡沫塑料還有優(yōu)良的加工性、粘合性、絕熱性等性能，屬于性能優(yōu)良的緩沖材料。而聚氨酯彈性體由于其結(jié)構(gòu)具有軟、硬 2 個(gè)鏈段，因此可以通過(guò)對(duì)分子鏈的設(shè)計(jì)，賦予材料高強(qiáng)度、韌性好、耐磨、耐油等優(yōu)異性能，被稱(chēng)為“耐磨橡膠”的聚氨酯同時(shí)具備了橡膠的高彈性和塑料的剛性。

　【應(yīng)用場(chǎng)合】汽車(chē)加工、家具制造加工、石油化工、機(jī)械工業(yè)、橋梁船舶等

　 16 產(chǎn)業(yè)。

　14. 碳纖維復(fù)合材料 【英文縮寫(xiě)】CFRP 【組成單體】有機(jī)纖維 【基本特性】碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類(lèi)不同而異，一般在 90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。

　碳纖維是由含碳量較高，在熱處理過(guò)程中不熔融的人造化學(xué)纖維，經(jīng)熱穩(wěn)定氧化處理、碳化處理及石墨化等工藝制成的。

　碳纖維是一種力學(xué)性能優(yōu)異的新材料，它的比重不到鋼的 1/4，碳纖維樹(shù)脂復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度一般都在 3500Mpa 以上，是鋼的 7~9 倍，抗拉彈性模量為23000~43000Mpa 亦高于鋼。因此 CFRP 的比強(qiáng)度即材料的強(qiáng)度與其密度之比可達(dá)到 2000Mpa/(g/cm3)以上，而 A3 鋼的比強(qiáng)度僅為 59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比鋼高。

　【主要優(yōu)點(diǎn)】高強(qiáng)度（是鋼鐵的 5 倍）；出色的耐熱性(可以耐受 2000℃以上的高溫)；出色的抗熱沖擊性；低熱膨脹系數(shù)(變形量小)；熱容量小（節(jié)能）；比重小（鋼的 1/5）；優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能。

　【應(yīng)用場(chǎng)合】碳纖維的主要用途是與樹(shù)脂、金屬、陶瓷等基體復(fù)合，制成結(jié)構(gòu)材料。碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，其比強(qiáng)度、比模量綜合指標(biāo)，在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)材料中是最高的。在密度、剛度、重量、疲勞特性等有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，在要求高溫、化學(xué)穩(wěn)定性高的場(chǎng)合，碳纖維復(fù)合材料都頗具優(yōu)勢(shì)。

　碳纖維是 50 年代初應(yīng)火箭、宇航及航空等尖端科學(xué)技術(shù)的需要而產(chǎn)生的，現(xiàn)在還廣泛應(yīng)用于體育器械、紡織、化工機(jī)械及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。隨著尖端技術(shù)對(duì)新材料技術(shù)性能的要求日益苛刻，促使科技工作者不斷努力提高。80 年代初期，高

　 17 性能及超高性能的碳纖維相繼出現(xiàn)，這在技術(shù)上是又一次飛躍，同時(shí)也標(biāo)志著碳纖維的研究和生產(chǎn)已進(jìn)入一個(gè)高級(jí)階段。

　 非金屬撓性軟管

　非金屬軟管是以纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為增強(qiáng)層，和金屬軟管相比，這種新型軟管沒(méi)有骨架層（carcass），而且抗拉層和抗壓層材料均為復(fù)合材料，這樣整個(gè)軟管都是非金屬材料。現(xiàn)以 Deepflex 公司生產(chǎn)的非金屬軟管為例，如圖 1-8，來(lái)說(shuō)明這種新型軟管的優(yōu)勢(shì)。Deepflex 的產(chǎn)品內(nèi)徑在 2 英寸到 16 英寸不等，抗壓能力到達(dá) 15000psi，耐高溫環(huán)境，而且已經(jīng)可以在 3000m 水深下使用，而金屬軟管最大適用水深為 2000m。國(guó)內(nèi)，文登鴻通管材有限公司承接國(guó)家 863 項(xiàng)目——海洋深水非金屬材料復(fù)合管研制課題，已經(jīng)開(kāi)展了科研攻關(guān)和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

　除此之外還有很多優(yōu)點(diǎn)：

　（1）質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，采用非金屬增強(qiáng)層，質(zhì)量比金屬增強(qiáng)柔性管輕 25%到 50%，這樣更適合于深水和超深水環(huán)境； （2）采用非金屬?gòu)?fù)合材料層合板，有更好的抗疲勞性能和結(jié)構(gòu)完整性； （3）安裝過(guò)程更為輕便，安裝部署成本低，更為經(jīng)濟(jì)； （4）耐高溫、耐腐蝕性好。特別是在和海水等腐蝕環(huán)境中，抗疲勞壽命更長(zhǎng)； （5）耐磨性能好內(nèi)壁光滑，提高輸送原油的流動(dòng)性，更利于原油輸送； （6）整個(gè)軟管結(jié)構(gòu)都采用非金屬材料，導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫性能好。

　工程實(shí)際表明，深水環(huán)境中，海洋立管主要的兩個(gè)挑戰(zhàn)：

　1）較大的軸向拉伸疲勞； 2）內(nèi)流中硫化氫造成的腐蝕。

　在深水腐蝕環(huán)境中，鋼的力學(xué)性能會(huì)大打折扣，特別是當(dāng)內(nèi)流溫度高，含量較大時(shí)。由于金屬軟管重量較大，在深水環(huán)境中，為了減少軟管收到的軸向拉力，必須要有大量的浮塊綁定在軟管上，因此會(huì)造成額外的花費(fèi)。而非金屬軟管重量輕，抗腐蝕性好，能克服上述缺點(diǎn)。目前，非金屬軟管能夠很好地滿足超深水環(huán)境，相對(duì)于金屬軟管，優(yōu)勢(shì)明顯，前景較好。

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　圖 1

　 Deepflex 公司非金屬軟管鋪管作業(yè)

　下圖是非金屬軟管典型的結(jié)構(gòu)示意圖。由內(nèi)到外依次為，內(nèi)襯層（LinerExtrusion）、Anti-Extrusion Layer、環(huán)向增強(qiáng)層（Hoop Reinforcement）、防磨層（Anti-Wear Layer/Permeated Gas Flowpath ）

　、 Membrane Extrusion 、 拉 力 增 強(qiáng) 層 （ Tensile Reinforcement）、外套層（Jacket Extrusion）。

　多選用高密度聚乙烯（HDPE）、交聯(lián)聚乙烯（XLPE）、尼龍 11（PA-11）、聚偏氟乙烯（PVDF）、耐熱聚乙烯（PE-RT）。

　 19 水上浮筒 浮筒，通過(guò)吹塑工藝加工而成，可漂浮在水面上，它采用強(qiáng)韌高分子聚乙烯等材料制成，具有良好的抗侯性及抗沖擊破壞性，能防紫外線、防凍、抗海水化學(xué)劑油漬等侵蝕。可隨著水潮漲落而自動(dòng)升降，普遍應(yīng)用于浮橋、浮碼頭等水上浮動(dòng)平臺(tái)項(xiàng)目的建設(shè)。另一種浮筒為漂浮在水面上的密閉金屬筒，下部用鐵錨固定，用來(lái)系船或做航標(biāo)等。

　適用范圍：水上平臺(tái)、游艇碼頭、水上浮橋、水上休閑平臺(tái)、快艇碼頭、浮動(dòng)碼頭、觀光平臺(tái)、水上餐廳、水上樂(lè)園、水上木屋、水上舞臺(tái)、海上浴場(chǎng)、水上泳池、輪渡、網(wǎng)箱養(yǎng)殖、施工浮標(biāo)、光伏電站、工程建設(shè)和水上娛樂(lè)設(shè)施等一系列水上工程。

　產(chǎn)品材質(zhì)采用高分子量高密度合成材料 HMWHDPE（高分子聚乙烯）生產(chǎn)的新型環(huán)保材料, 其中還添加抗紫外線物質(zhì),富有足夠的韌性、硬度、能經(jīng)受自然環(huán)境變化和低溫侵襲，重量輕、浮力大、耐酸堿、零維護(hù)、組合變換靈活、壽命長(zhǎng)、顏色鮮艷美觀、抗腐、防凍、防紫外線抗老化、不受海水、化學(xué)品、藥劑、油漬及水生物的侵蝕，無(wú)污染、不破壞環(huán)境，整個(gè)浮筒一次成型、無(wú)滲水、無(wú)存水的問(wèn)題，并可回收再生利用，已廣泛地在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用。

　 護(hù)舷

　護(hù)舷（fender）又稱(chēng)船的護(hù)木，是碼頭或船舶邊緣使用的一種彈性緩沖裝置，有木制的、橡膠的。主要用以減緩船舶與碼頭或船舶之間在靠岸或系泊過(guò)程中的沖擊力，減小或消除對(duì)船舶、碼頭的損壞。

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　通常橡膠護(hù)舷根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為兩大類(lèi)：實(shí)心橡膠護(hù)舷（非漂浮型）和漂浮型橡膠護(hù)舷。實(shí)心橡膠護(hù)舷（非漂浮型）是應(yīng)用歷史較早、應(yīng)用范圍廣的碼頭船舶防沖撞設(shè)備。根據(jù)橡膠護(hù)舷受力情況可分為剪切型、轉(zhuǎn)動(dòng)型和壓縮型等；根據(jù)護(hù)舷的結(jié)構(gòu)，實(shí)心橡膠護(hù)舷又可分為D 型、錐形、鼓型、扇形、矩形、圓筒形護(hù)舷等等。漂浮型橡膠護(hù)舷能夠自由漂浮于水面，根據(jù)其內(nèi)部緩沖介質(zhì)的不同可分為：充氣型橡膠護(hù)舷、填充式橡膠護(hù)舷。充氣型橡膠護(hù)舷是以壓縮空氣為介質(zhì)，通過(guò)壓縮空氣做功來(lái)消耗碰撞能量。泡沫填充式護(hù)舷又稱(chēng)為實(shí)心聚氨酯護(hù)舷，內(nèi)部為緩沖介質(zhì)主要為閉孔發(fā)泡材料，例如發(fā)泡 EVA、發(fā)泡聚氨酯以及發(fā)泡橡膠等等。

　觀光船 船體采用玻璃鋼材料來(lái)進(jìn)行制作而成的，因此，具有很高的強(qiáng)度，且重量比較輕，具有很好的耐腐蝕性能，不怕日曬雨淋，外型美觀。電動(dòng)船表面材料主要是使用高檔樹(shù)脂膠衣進(jìn)行制作的，休閑觀光電動(dòng)船不僅具有鮮艷靚麗的色澤效果，且使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生褪色等現(xiàn)象，具有經(jīng)久耐用等特點(diǎn)。玻璃鋼電動(dòng)船是供公園水域、湖泊、水泊、水庫(kù)、水上游樂(lè)的理

　 21 想工具。乘員 4-5 人，船體材質(zhì)玻璃鋼，具有強(qiáng)度高、重量輕、耐腐蝕、不怕日曬雨淋、色彩艷麗、外型美觀的特點(diǎn)。維修方便，沒(méi)有污染，可有游客自行駕駛。

　船體采用雙浮聯(lián)體設(shè)計(jì)，穩(wěn)性好。全玻璃鋼材料制造。客艙寬敞，觀景好。活動(dòng)棚架，時(shí)尚大方。是游玩聚會(huì)水上娛樂(lè)好選擇。

　深水網(wǎng)箱、海上平臺(tái) 深水網(wǎng)箱養(yǎng)殖容量較大，是具有較強(qiáng)的抗風(fēng)浪、海流性能的海上養(yǎng)殖設(shè)施。深水網(wǎng)箱在拓展養(yǎng)殖海域、減輕沿岸環(huán)境壓力、提高養(yǎng)殖魚(yú)的質(zhì)量、增加養(yǎng)殖效益等方面已顯示出明顯

　 22 的優(yōu)勢(shì)。深水網(wǎng)箱于海上平臺(tái)的框架系統(tǒng)由高強(qiáng)度 HDPE 管材構(gòu)成，具有良好的強(qiáng)度和韌性。

　防彎器 防彎器（bend stiffener）是一種類(lèi)似圓錐形的非金屬?gòu)澢拗破鳎渚唧w的應(yīng)用模式如圖 1.4 所示。一般情況下，防彎器可以分為兩段式、三段式以及多段式三種。防彎器一般是由聚氨酯彈性體（polyurethane）制備而成，這種材料具有良好的抗腐蝕、抗老化、抗磨損等優(yōu)異性能。在防彎器較粗一端的內(nèi)部，一般都會(huì)預(yù)埋一個(gè)金屬法蘭盤(pán)和螺栓，通過(guò)螺栓可以將防彎器連接到柔性管纜接頭或浮體上。

　一方面，防彎器可以通過(guò)增加柔性管纜的局部剛度，有效地防止柔性管纜在靜態(tài)應(yīng)用時(shí)發(fā)生過(guò)度彎曲。同時(shí)，防彎器還可以抑制柔性管纜在動(dòng)態(tài)應(yīng)用過(guò)程中的曲率突變，提高柔性管纜的抗疲勞性能。由于防彎器具有易安裝、占地小、抗疲勞等優(yōu)秀的特點(diǎn)，因此它是應(yīng)用最為廣泛的海洋柔性管纜彎曲限制器之一。對(duì)于任意一根動(dòng)態(tài)應(yīng)用的柔性管纜，都需要在其與浮體的連接處安裝防彎器，以保證其在劇烈的風(fēng)、浪、流等外部荷載的作用下不發(fā)生過(guò)度彎曲失效以及疲勞失效。

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　防彎器（bend stiffener）為動(dòng)態(tài)限彎裝置，通常由聚氨酯材料制成，有良好的抗腐蝕、耐高溫特性。其可以安裝在立管上部與平臺(tái)的連接處，也可以安裝在立管與海底基盤(pán)的連接處。其結(jié)構(gòu)為圓錐結(jié)構(gòu)，主要是通過(guò)改變立管和防彎器組合結(jié)構(gòu)的剛度，實(shí)現(xiàn)了從柔性立管結(jié)構(gòu)到平臺(tái)剛性結(jié)構(gòu)之間剛度的過(guò)度，防止立管發(fā)生過(guò)度彎曲。同時(shí)，防彎器還可以防止立管在交變載荷作用下的疲勞破壞。由于防彎器整體的結(jié)構(gòu)尺寸會(huì)對(duì)防彎效果有較大影響。合理的結(jié)構(gòu)型式可以保證結(jié)構(gòu)的防彎效果，同時(shí)還要保證防彎器整體結(jié)構(gòu)體積適合安裝，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)與分析。

　限彎器 限彎器（bend restrictor）在功能上與喇叭口相同，它是用來(lái)防止海洋柔性管纜發(fā)生過(guò)度彎曲導(dǎo)致彎曲破壞的彎曲限制器之一。一般地，根據(jù)所選用材料可將限彎器分為金屬限彎器、聚合物限彎器以及混合型限彎器三類(lèi)，其中金屬限彎器所用材料一般為高碳鋼材料，而聚合物限彎器所用材料與防彎器類(lèi)似，也是聚氨酯彈性體。但是由于防彎器和限彎器在功能上的要求不同，對(duì)于它們的材料性能要求也大相徑庭。

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　 VIV 抑制裝置 抑制立管可通過(guò)改變結(jié)構(gòu)物表面形狀或在結(jié)構(gòu)物表面附加其他裝置來(lái)破壞漩渦的形成，從而抑制渦激振動(dòng)，目前國(guó)際上主要采用這種方法抑制渦激振動(dòng)。抑振裝置材料多為聚氨酯或碳纖維復(fù)合材料。

　不同的被動(dòng)控制裝置破壞尾流區(qū)漩渦脫落的形式也不同，1981 年，Zdravkovich 將被動(dòng)控制裝置分為三大類(lèi)：

　（1）表面突出裝置，例如螺旋導(dǎo)板、月牙肋和球形突起等。

　（2）覆蓋物，例如軸向桿、軸向板和紗網(wǎng)等。

　（3）尾流翼面，例如整流罩、導(dǎo)流板和飄帶等。

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