1、 結構泡沫芯材的歷史回顧

       玻璃鋼／復合材料( FRP/ CM)中常用的泡沫芯材有聚氯乙烯( PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PUR)、丙烯腈一苯乙烯(SAN)、聚醚酰亞胺(PE T\及聚甲基丙烯酰亞胺(PMI)等泡沫，其中PS和PUR泡沫通常僅作為浮力材料，而不是結構用途。目前PVC泡沫已幾乎完全代替PUR泡沫而作為結構芯材，只是在一些現場發泡的結構中除外。

       嚴格意義上講，第1種用在承載構件夾層結構中的結構泡沫芯材是使用異氰酸酯改性的PVC泡沫，或稱交聯PVC。第1個采用PVC泡沫夾芯的夾層結構是保溫隔熱車廂。交聯PVC的生產工藝是由德國人林德曼在20世紀30年代后期發明的。二次大戰以后法國將該工藝列入戰爭賠償中，由克勒貝爾蕾洛雷特塑料公司( Kleber Renolit)開始生產Klegecell交聯PVC泡沫，主要是一些用在保溫隔熱車廂中的低密度產品。

20世紀50～60年代，克勒貝爾蕾洛雷特塑料公司給幾家歐洲公司發放了PVC泡沫的生產許可證。另外2家美國公司，B．F歌德雷奇(B．F Goodrich)和佳士邁威(Johns - Manville)也買到了許可證開始生產，但是幾年以后就停產。當所有的主產許可證都過期以后，交聯PVC的生產工藝過程轉為公開。進入20世紀70年代以后，多數原來的歐洲許可生產的廠家也已停產。目前2個主要的生產廠家是戴博(Diab)公司的Divinycell和Klegecell系列PVC泡沫及愛瑞柯斯(Airex)公司的Herex系列PVC泡沫。

       20世紀40年代后期，林德曼使用高壓氣體作為發泡劑，制造出未經過改性的PVC泡沫，也叫線性PVC泡沫。

       英國于1943年首先制成聚苯乙烯泡沫塑料，1944年美國道化學有限公司用擠出法大批量生產聚苯乙烯泡沫塑料。

       第二次世界大戰期間，德國拜爾的試驗人員對二異氰酸酯及羥基化合物的反應進行研究，制得了PUR硬質泡沫塑料、涂料和粘合劑。1 952年，拜爾公司報道了軟質聚氨酯泡沫塑料的研究成果。

      1993年，加拿大的ATC公司開始生產SAN泡沫。其制造工藝和線性PVC相似。

       PMI泡沫是由德國羅姆(Ro hm)公司于1966年首先采用丙烯腈、甲基丙烯腈、丙烯酰胺和甲基丙烯酸酯熱塑性樹脂在180。C-F發泡并交聯制作聚甲基丙烯酰亞胺泡沫的技術，接著日本的積水化學公司于1967年使用輻射交聯方法制作聚甲基丙烯酰亞胺泡沫。

2、夾層結構的工作原理及優點

      夾層結構一般是由上面板、上面板與芯材的粘結層、芯材、下面板與芯材的粘結層以及下面板所構成，這5個要素組成了1個整體的夾層結構。夾層結構傳遞荷載的方式類似于工字梁，見圖1。上下面板（翼板）主要承受由彎矩引起的面內拉壓應力和面內剪應力，而芯材（腹板）主要承受由模向力產生的剪應力，見圖2。

      作為子L隙材料，芯材可以起到減輕結構重量，增加結構剛度，提高結構強度等作用。為了使夾層結構的各要素能協同承載，面板與芯材之間的粘接層必須能傳遞荷載，因此至少應具備和芯材一樣的強度。通常，如果加載以后，夾層結構的芯材發生破壞，其破壞位置一般位于粘接層下面的芯材部分，因為粘接層芯材表面的孔隙中由于填充了膠粘劑／樹脂，提高了粘接層泡沫的強度。選擇正確的膠粘劑對夾層結構的強度也有非常重要的意義，通常在選擇膠粘劑的時候除了強度以外，還需要考慮使用溫度、煙霧條件及其與芯材和面板材料的兼容性。如果選擇與面板材料共固化，則膠粘劑或膠膜的固化條件需要與面板的共固化條件相一致。