上一期文章中，我们介绍了玻璃钢渔船用夹芯材料，主要有5种，分别是：轻木、硬质泡沫塑料、蜂窝夹芯材料、木材、胶合板。今天我们来讲讲夹层结构用芯材的作用及其使用注意事项：
01、玻璃钢夹层板的作用
所谓玻璃钢夹层板，是指在内外两层薄玻璃钢板中间，夹一层较厚的轻型材料，称为夹芯材料。
在玻璃钢结构中增加夹层，分隔表皮材料，可提高弯曲强度、减轻重量。具有相同负荷能力的夹层结构要比实体层状结构轻好几倍。芯材还能对整体强度起加强作用，能降低单位体积的成本、削弱噪声与震动、增加耐热、抗疲劳、防火性能等。
夹芯材料的主要作用是把两层薄的面板连接起来，表面看夹芯材料似乎越轻越好，但事实并非如此，它必须要有足够的剪切强度以传递面板间的应力，同时也要有一定的压缩强度以阻抗外力。另外，它还应该具有较好的抗冲击性、防水、防火性，与其他材料更好的黏结性、相容性，当然，价格不能太高。
FRP 的夹层结构就是把轻质材料夹芯夹在二层 FRP 板之间，通过胶接而一体化。这样一来，整个结构的重量受到限制而厚度增加，从而可以提高其刚度。因为夹芯材料为比重的多孔质体，所以能减轻结构物体的重量，提高其绝热性能，弥补 FRP 机械性能上的低刚度缺点的同时，使减少 FRP 原材料用量也成为可能。
因夹芯材料的种类不同，有时不需要其它芯材那样的加压工序，从而可以减少工时和简化层铺工序。FRP 夹层结构用芯材有木材、胶合板、各种蜂窝材料等，但在此则以泡沫塑料类、无纺布类及轻木类为对象进行讨论。在夹层用芯材之中，也有一种成型用芯材，它们有帽形、半圆形等断面，为的是得到防挠材料规定形状的 FRP 层铺材料，但在这里主要限定为夹层结构用芯材。
FRP渔船的夹芯材料普遍采用闭孔（ Close Cell ）形硬质聚氯乙烯（ PVC ）泡沫塑料，有两种形式可供使用 (1）多孔平板（ Perforated Sheet );(2）带槽折板（ Saw - cut Sheet )。前者在平板上钻有许多小孔，适用于比较平坦的表面，而后者则是将平板锯成许多小块，并用玻璃纤维网连接在一起，多用在曲率变化比较大的表面。常用的 PVC 材料其密度在75~100kg/m2之间，它们的剪切、压缩强度都比较高，防水性很好，大多符合上述要求。
与单板相比，在相似的重量下，夹层板不仅相对强度较好，更重要的是其相对刚度大大增加。反过来，如果要有相似的强度和刚度，夹层板的重量可减少许多。此外，它还具有绝热、隔声等优点。其缺点是材料价格、劳动成本较高，成形作业相对复杂，其他缺点，包括进水后损害严重、冲击强度低、容易受损、维修困难等。
夹层板与单板性能比较
在夹层板中，最普遍也是最严重的一个问题是夹芯材料与面板之间的离层（ Delamina - tion )。如果离层一开始出现在船壳面上，在外界多变的载荷作用下，离层会越来越大，问题将变得非常严重，甚至影响到渔船的安全。
有些离层可能是由于使用不当、船龄太长、有水渗入等引起，但大多数是先天不足，在夹芯材料的成形作业时就已发生，比如黏合剂用料太少，使得某些地方黏结不牢或根本就没有黏结，而在检查时也没被发现，结果留下了隐患。
另外一个常见的问题是夹层板进水，而且水一旦进入，就会长期留在那里，这会使夹芯材料的强度降低，变差甚至断裂。即使是那些本身受水影响不大的材料，像 PVC 泡沫塑料，如果有水渗入空隙，在高温天气可能产生蒸汽压力，在寒冷季节会结冰膨胀，这都能引起夹层板发生离层。
夹层板进水的原因并不复杂，多数是由于设计时考虑不周，如胶衣和外层太薄、所用树脂防水性差，或成形作业时没有注意，比如树脂含量太少留下一些细微空隙，结果使得水有机会从这些微孔渗入。此外，还有一些原因，像外层破损，紧固件没密封等也能引起夹层板进水。
俗话说，预防胜于治疗。最好的方法是在成形作业时就考虑这些问题，比如，在成形作业时，胶衣和外层要用防水性更好的树脂，外层用树脂含量高的短切毡，夹层板与外层用高性能黏结材料黏在一起而不留空隙等。
02、其它使用注意事项
(1) 在成本上不仅要考虑芯材的价格，而且要考虑成型工时。因芯材种类不同，为了胶接芯材与 FRP 层需要有加压工序。要包括加压所需要的工时和夹具等在内，对成本进行综合性判断。
(2）在芯材与 FRP 蒙皮层之间不应发生妨碍树脂固化或胶接不良现象。妨碍树脂固化问题常由于芯材中的油、脂及水等引起，而胶接不良往往由于在树脂固化之前的一段时间内芯材受树脂影响发生了膨润和软化。
(3）芯材应该有足够的抗压强度。夹层结构件一旦因受冲击或弹性压缩载荷而造成芯材压坏和剥离，那么尔后的强度构件就只剩下很薄的 FRP 蒙皮层。
(4）不应因层铺和成型中受到的压力和热的影响而发生变形、膨润、溶解等。特别是无纺布类芯材，在饱和聚脂纤维的无纺布中夹杂有聚偏二氯乙烯微球，树脂的活化期、固化放热和脱泡条件叠加在一起，有时就会发生微球变形，于是就需要探讨树脂的反应性，固化剂的添加量，此外还要研究铺层的构成形式。
(5) 对于泡沫塑料类芯材，可以在芯材上以适当的直径和间距开孔，在蒙皮层形成之际借助这些孔把两面的 FRP 层连接织来（共用腹板结构）。
(6）将泡沫塑料类用于大型夹层结件的芯材时，应该以适当的间隔分块。当夹层结构破损时，很容易用这种分块发现和修补破损部位。
（来源：新型玻璃钢渔船微信公众号）
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