比利時EconCore公司的首席運營官Tomasz Czarnecki研究了復合材料在重量、可持續性和可回收性方面與膠合板和其他材料的對比。

隨著氣候變化和環境的挑戰日益緊迫，制造商和工程公司正在尋找更具可持續性的革命性材料，這尤其適用于火車、卡車、公共汽車和汽車到建筑和休閑等一系列行業中使用的增強塑料面板。

市場上有許多“可持續”材料，每種材料都有其自身的優點和特定應用的適用性。但是，在評估它們的可持續性時，應該從它們的生產一直到壽命結束，同時考慮到以下因素:

一種日益流行的解決方案是夾芯板技術，由纖維增強復合材料表皮夾芯組成，與單片板相比，它具有優異的機械性能和減輕重量的優點。在各種類型的夾層芯中，蜂窩結構已被證明與泡沫等其他芯材相比具有最高的性能重量比，這就是為什么它是航空航天工業的首選結構。

似乎有了正確的生產技術，蜂窩——尤其是那些由熱塑性材料制成的蜂窩——可以有足夠的競爭力，以解決更實際和成本敏感的應用。

蜂窩復合材料夾層板是理想的運輸箱在貨運自行車

建筑及材料

蜂窩結構是由中空薄壁細胞組成的晶格，具有極高的面外壓縮和剪切性能，同時具有低密度。

蜂窩夾層的面板通常由薄復合層壓板組成，我們通過在聚丙烯基體中嵌入玻璃纖維單向帶制成。蜂窩芯通常由聚丙烯熱塑性樹脂制成，至少在大批量和成本敏感的應用中是這樣。這些面板具有顯著的強度，但卻比膠合板芯板輕60%。

熱塑性蜂窩與膠合板相比還有一個重要的優勢，因為它們能抵抗害蟲:白蟻、木蟻、甲蟲和其他害蟲會侵蝕木材，造成廣泛的破壞。但這并不是它們唯一的好處:制造商正在用輕質復合材料取代膠合板，部分原因是成本;在過去的一年里，膠合板的價格上漲了25%。

隨著最近的創新，我們已經在一個完全連續的自動化過程中生產聚丙烯蜂窩板。這在生產成本和產品定價方面創造了巨大的優勢。面板結合了聚丙烯基復合材料和蜂窩結構的優點，在非常低的重量下提供出色的抗彎剛度和沖擊強度。

它們通常被用作平板，但由于熱塑性成分，它們也可以被塑造成結構復雜的部件。

由于重量上的巨大差異，與膠合板相比，蜂窩板更容易運輸和更便宜。它們還具有更好的聲學性能，因為它們可以吸收中頻及以上的聲音。另一方面，膠合板幾乎反射了所有的聲波，使其在建筑物，特別是在工業中降低噪音方面無效。

蜂窩結構是一種堅固而輕便的平板替代方案

復合材料

在許多行業中，項目經理和工程師都發現復合材料是金屬和木材等傳統材料的絕佳替代品。

這主要是由于重量，但其他因素，如設計自由度，可成形性和其他性能也相關。但是整體復合材料與金屬或木材相比，可能難以減輕重量。例如，為了在較低的重量下獲得足夠的剛度，熱塑性復合料可能需要用加強肋進行過度模壓，這也可能會造成成本損失。

以建筑業為例。制造商已經開發出專有的配方和制造技術，以定制大量住宅和商業建筑應用的高性能屬性，包括翻新和新建項目。

目前，有廣泛的樹脂體系和纖維基質可供選擇。這些材料用于不同的應用，但當涉及到建筑材料時，復合材料的成本競爭地位可能仍然受到挑戰。在這些情況下，熱塑性復合材料和蜂窩技術的結合是有意義的。

與金屬或木板相比，熱塑性復合材料表面的蜂窩板可以更堅固，但更輕。然后，即使復合材料相對昂貴，它們的質量和成本也減少了，因為在三明治結構中，只需要薄層的復合材料外殼，而聚丙烯蜂窩芯不僅是低密度的，而且是低成本的組件。使用夾心板方法，可以找到重量和成本的良好折衷方案。

聚丙烯

這可能是復合材料生產中最常見的材料之一。它的主要優點是機械性能好，成本低，密度相對較低，采用適當的自動化工藝生產時加工安全簡單，易于回收，耐化學性好。

為了回收聚丙烯，需要將其收集、清洗并與其他塑料分離，然后將其切碎并重新擠壓成顆粒，這些顆粒可以使用典型的熱塑性塑料加工技術(包括擠壓或注射成型)重新加工成新的部件。

膠合板

膠合板以前被認為是高度通用的，并且由于其強度，尺寸穩定性和可負擔性而受到高度重視。它是由貼面板膠合而成的。

也許是因為它已經存在了很長時間——它最早是在19世紀中葉被開發出來的——它已經進入了許多不同的行業。它最初是由裝飾性硬木制成的，特別是用于家具制作，但在20世紀，它也使用軟木制成。

硬木膠合板通常由三到七層不同類型的木材粘合在一起，以獲得堅固的表面效果。它們通常用于運動器材，家具，建筑結構和任何其他需要堅固框架的項目。

軟木膠合板依賴于軟木樹木，如紅木、雪松和松樹。這使得它非常適合各種用途，如臨時貨架，地板，地板和護套。但是，它不具有任何防潮性，因此不適合室外使用。

船用膠合板帶有防水外殼。雖然它仍然不是完全防水，但它可以適度地處理水分。

然而，在許多應用中，例如建筑或卡車面板，隨著時間的推移，膠合板往往會由于暴露于潮濕而失去性能，翹曲或膨脹，這可能導致其變得不衛生或需要昂貴的維修。相比之下，熱塑性蜂窩板具有防霉和防霉性，不易受昆蟲侵擾。

熱塑性夾層板，聚丙烯蜂窩芯和玻璃纖維/聚丙烯

可持續性

膠合板被認為是不可持續的。雖然它是由再生的天然材料制成的，但它含有甲醛或酚醛基膠水，將貼面層連接在一起。這種膠水使木材無法回收，甚至難以燃燒，因為它含有毒素。事實上，膠合板生產環境中甚至可能存在毒理學安全問題，因為膠合板可能致癌。

相比之下，蜂窩核心技術的成本效益和可持續版本的發展是由不斷增長的需求和市場轉向使用更多可回收材料引發的。聚丙烯蜂窩板是膠合板的更好替代品，因為它們高度可持續，重量輕，完全可回收。

與由玻璃纖維和熱固性樹脂制成的更常見的grp(不能回收利用)不同，聚丙烯復合材料中的玻璃纖維復合材料可以很容易地與蜂窩芯一起粉碎，重新形成顆粒狀的短玻璃纖維聚丙烯化合物，可以順利加工，例如通過注射成型使零件獲得第二次生命，例如在汽車工業中。

處理

在復合材料成型工藝中，一些應用需要特定的成型技術來將面板整合到其生產中。但由于其材料的熱塑性特性，蜂窩可以很容易地成型以適應特定的應用，即使是那些涉及通過壓縮成型形成的復雜3D形狀。由于顯而易見的原因，膠合板是不可能做到這一點的。

蜂窩夾層材料可以由熱塑性樹脂連續生產，該樹脂被擠壓成薄膜，熱成型并以全自動方式轉化為蜂窩。在此過程中，表皮層壓與蜂窩芯的生產過程相結合，從而一步完成夾層板的制作。這使得它非常具有成本效益。

它也很靈活，因為可以使用各種熱塑性聚合物，盡管聚丙烯是最受歡迎的選擇。這些蜂窩在細胞大小，密度和厚度上也有很大的變化，并且可以很容易地切割成所需形狀，并進行表面加工。

應用

蜂窩復合材料廣泛應用于許多行業，從航空航天、汽車、運輸、家具到包裝和物流。這種材料之所以得名，是因為它在視覺上與蜜蜂的蜂巢相似，而蜜蜂的蜂巢本身就是六邊形片狀結構的一個例子。

基于聚丙烯復合材料的易于回收的蜂窩板可以應用于各種應用，包括汽車內飾(如后備箱板和車身底板)，運輸(卡車箱側壁和車頂，休閑車組件)，大眾運輸(公共汽車地板)，工業包裝(容器)，圖形顯示(廣告牌)和建筑應用(混凝土澆筑和模板板，隔離墻，家具)。

蜂窩板是膠合板和肋結構等材料的絕佳替代品，因為它們易于切割和焊接，并且具有相同或通常更高的剛度、強度和沖擊性能，同時保持重量輕。

這些特性為蜂窩復合材料夾層板開辟了新的應用領域，如貨架、貨運自行車或送貨卡車上的運輸箱和其他集裝箱、建筑中的釘墻、戶外家具甚至體育用品。

在對成本敏感的汽車應用中，客戶非常欣賞熱塑性夾層板的潛力，利用資源節約技術形成復雜的部件，從而實現聚丙烯蜂窩板的高度減重。

蜂窩夾心板也可以在家具和建筑行業取代膠合板。它們最大限度地減少了材料資源的使用，可以是一種非常實用和具有成本效益的材料，用于建造家具，包括戶外使用的家具，以及廚房臺面。

此文由中國復合材料工業協會編譯，文章不用于商業目的，僅供行業人士交流，引用請注明出處。