對于玻璃鋼船舶來說，表層膠衣鼓泡是一種非常嚴(yán)重的缺陷，很多人認(rèn)為膠衣鼓泡難以克服，故被稱為“玻璃鋼船舶瘟疫”。我們發(fā)現(xiàn)并通過這篇文章指出，滲透作用是造成表面鼓泡的主要原因?，F(xiàn)在，玻璃鋼船舶制造商們可以使用更加合適的材料來減少滲透作用的發(fā)生，從而減少鼓泡現(xiàn)象。

在二十世紀(jì)七十年代和八十年代初，AMOCO公司――作為間苯二甲酸和聚酯原料的供應(yīng)商做了很多卓有成效的工作。他們通過TURTLE BOX 測試得出：除膠衣的產(chǎn)品質(zhì)量外，結(jié)構(gòu)層樹脂在膠衣鼓泡現(xiàn)象中也起到相當(dāng)重要的作用。

在KINGSTON Polytechnic 大學(xué)，Pritchard 教授領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)工作對玻璃鋼積層中水的滲透速度以及鼓泡層中的分解產(chǎn)物進(jìn)行了詳盡的分析研究，確定了不同材質(zhì)對滲透壓的影響。

在美國，尤其是American Colours（美國顏料公司），他們通過65℃下的完全浸泡實(shí)驗(yàn)，得到了很多與鼓泡相關(guān)的數(shù)據(jù)，不過他們的研究表明顏料對鼓泡的作用并不是十分顯著。

The British Plastics Federation （英國塑料協(xié)會）仔細(xì)回顧了有關(guān)滲透鼓泡方面的相關(guān)課題，并撥款在Loughborough 大學(xué)成立了一個專門的研究小組，專門研究鼓泡形成的機(jī)理。他們通過40℃下的完全浸泡實(shí)驗(yàn)對有膠衣層的玻璃鋼積層樹脂的水解穩(wěn)定性和應(yīng)力因素進(jìn)行了分析研究。

       概括這些正在進(jìn)行和已經(jīng)完成的課題，我們總結(jié)出影響膠衣產(chǎn)生鼓泡的一些主要因素：
 

1 操作工藝

其中操作工藝是非常重要的環(huán)節(jié)。將成型加工和原料貯存的環(huán)境控制在規(guī)定的溫度和濕度下是很關(guān)鍵的。溫度在16℃到22℃，相對濕度低于80％是保證樹脂充分固化的最佳條件。玻璃纖維會吸收水分從而影響材料件的結(jié)合力并最終影響到樹脂的固化，從而容易引起膠衣層鼓泡。在我國并不普及除濕設(shè)備，但在一些歐洲的造船廠，特別是在航天工業(yè)中，常常使用這些設(shè)備。

我們研究了水分對鼓泡所起的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在有水存在的情況下，鼓泡發(fā)生時間從600小時驟減到少于100小時，這樣的效果是讓人震驚的，我們應(yīng)在生產(chǎn)過程中對水分和濕度的控制多加重視。

2 膠衣的質(zhì)量和厚度

       控制膠衣的厚度是生產(chǎn)玻璃鋼制品的關(guān)鍵部分，這是我們特別要強(qiáng)調(diào)的。膠衣制作的好壞體現(xiàn)在它的抗水解性和致密程度（無空隙）這兩個方面，因此如何正確的施工是非常重要的。

可以使用QCT（冷凝測試儀），在60℃水溫下，進(jìn)行鼓泡評估，得到了不同膠衣板鼓泡程度的真實(shí)數(shù)據(jù)。例如，在采用同一標(biāo)準(zhǔn)鄰苯積層樹脂，通過改變間苯膠衣的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)不同膠衣所制作的玻璃鋼板發(fā)生鼓泡的時間有著顯著的差異。

在相同條件下，標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量的間苯膠衣70小時就發(fā)生鼓泡現(xiàn)象，而與此同時，專門設(shè)計的航海級膠衣可以抗500小時。

對于膠衣厚度的研究表明厚度對膠衣的抗鼓泡性起著重要的作用。比如一種航海級的間苯膠衣，采用鄰苯積層樹脂，制成的玻璃鋼樣板，如果膠衣層厚度為0.254毫米，發(fā)生鼓泡的時間為350小時，但如果膠衣層厚度增加為1毫米，則發(fā)生鼓泡的時間就增加到1500小時。顯而易見，如果膠衣厚度太薄，整個產(chǎn)品的性能將會大大的降低。因此，這是影響產(chǎn)品抗鼓泡性的最重要的因素之一，并且是生產(chǎn)工藝中所要控制的最重要的環(huán)節(jié)，好在我們可以使用很便宜的測厚儀就可以很方便地測厚儀就可以很方便地測量并控制好膠衣的厚度。

3 積層樹脂

因?yàn)楣呐菘偸前l(fā)生在積層或積層和膠衣的界面上，積層樹脂的型號和質(zhì)量也是很重要的因素。

不飽和樹脂的原料，例如鄰苯二甲酸酐，間苯二甲酸，間苯二甲酸/新戊二醇都是大家非常熟悉的名字。眾所周知，間苯的抗水性要強(qiáng)于鄰苯，間苯/NPG體系的抗水解性最好。但是傳統(tǒng)的認(rèn)識并不都是真理，例如對于好的鄰苯產(chǎn)品與差的間苯產(chǎn)品并不能輕易下結(jié)論，因此，對造船者來說，他必須考慮到并測試各種不同的參數(shù)，包括不同類的膠衣樹脂和積層樹脂，才能對產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行全面的控制。

        對于在水解穩(wěn)定性和耐海水鹽蝕性沒有達(dá)到最佳水準(zhǔn)的產(chǎn)品，廠家可以使用間苯樹脂和膠衣，最好采用航海級的產(chǎn)品。

 采用不同類的積層樹脂也會對復(fù)合材料的抗鼓泡性能產(chǎn)生重要影響。采用同樣品質(zhì)的間苯膠衣，鄰苯積層樹脂可以抗70小時而不鼓泡，間苯可以抗120小時，而乙烯基樹脂則可以抗250小時。有沒有其它更好的樹脂體系呢?我相信大家都聽說過環(huán)氧涂層優(yōu)秀的抗?jié)B透鼓泡的能力。因此我們安排了以下一組對比試驗(yàn)：一組是環(huán)氧膠衣和環(huán)氧積層的組合，另一組是環(huán)氧膠衣與間苯二甲酸性不飽和聚酯樹脂積層體系。結(jié)果后者表現(xiàn)出比前者更優(yōu)異的性能。但我們必需要指出的是這只是一個一次性的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)正在準(zhǔn)備中，而且我們對采用環(huán)氧樹脂作為鼓泡修復(fù)劑的效果，以及因?yàn)檫x用特別處理膠衣而增加的成本進(jìn)行更深的研究，希望這些研究很快能得到令人滿意的結(jié)果。

采用更高品質(zhì)的原材料將不可避免會增加成本，但這錢花的卻很值得，因?yàn)檫@樣將會大大減少客戶對鼓泡現(xiàn)象的投訴。就拿一艘價值30，000英鎊的32英尺級的游艇來說，如果我們采用的是專門的航海級間苯膠衣和積層樹脂，我們僅僅增加了0.5％的成本，也就是150磅罷了。

4 玻璃纖維浸潤劑及粘結(jié)劑

       復(fù)合材料中另外一個最主要的組成就是增強(qiáng)材料――玻璃纖維。在我們的研究中，我們選用了三種不同種類的玻璃纖維織物進(jìn)行對比試驗(yàn)：

乳液粘結(jié)劑和粉末粘結(jié)劑型短切氈

方格布和針織氈

各種表面薄氈

不同的纖維氈會影響發(fā)生鼓泡的時間。玻璃纖維生產(chǎn)商們對各種玻璃纖維織物所用的浸潤劑和粘合劑都采用了適當(dāng)?shù)谋Ｃ艽胧虼宋覀儨y試中采用的乳液型粘結(jié)劑是一種聚醋酸乙烯酯型的粘合劑，而粉末粘結(jié)劑型是基于一種線性的聚酯。聚醋酸乙烯酯在有水的情況下很容易水解并分解成酸，因此表面突起的滲透鼓泡常常有一種醋酸的味道。

大多數(shù)氈片的性能都差不多，但最好的粉末粘結(jié)劑型短切氈還是要比最差的乳液粘結(jié)劑型短切氈好2～3倍，但我們還很難僅僅憑借其粘結(jié)劑的類型來判斷氈片的好壞；無論對粉末型還是乳液型氈片來說，單纖維總是以一種熔液的形態(tài)按一定的形狀固化成為不同溶解度的纖維絲束的。一般來說，使用粉末狀的粘結(jié)劑比乳液型有更好的效果。通過一次性的測試，雙面各只有一層粉末粘結(jié)劑型短切氈增強(qiáng)的強(qiáng)芯氈仍然比乳液型的氈片具有更好的效果。不過，如果增加一層粗方格布將會使出現(xiàn)鼓泡的時間大大的延長。在一次性測試中，基于KEVLAR粗紗為增強(qiáng)材料的復(fù)合材料可以耐3000小時而不鼓泡，這顯然是纖維束中最好的材料。

       使用一層表面氈可以使抗?jié)B透能力成倍的增加。我們對玻璃薄氈和合成材料薄氈進(jìn)行測試和檢查，發(fā)現(xiàn)兩者之間對表層出現(xiàn)鼓泡時間的影響沒有太大的差別，雖然合成材料薄氈具有更佳的性能。然而有表面氈的試板抗?jié)B透的能力要明顯強(qiáng)于那些沒有表面氈的試板。

       另一方面，我們研究了玻璃纖維氈片的不良結(jié)合對產(chǎn)品的影響以及大量內(nèi)藏空氣是否對產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)重危害。結(jié)果表明，以上兩點(diǎn)都在一定程度上減低了產(chǎn)品抗?jié)B透能力，因此在成型過程中始終要保持高水平的品質(zhì)控制。

5 添加劑

添加劑是一個非常廣泛的定義，包括很多方面，例如催化劑的效果和類型，顏料以及填料等。

我們前面提到過American Colours 公司進(jìn)行的研究表明顏料對鼓泡性的影響是微不足道的，但他們的研究是基于固體顏料直接添加到膠衣樹脂中的。一種更為普及的實(shí)驗(yàn)方法是將顏料以顏料糊的形式按10％和2％的配比加入至膠衣和積層樹脂中的，結(jié)果顯示后者發(fā)生鼓泡的時間明顯較前者短，并且對不同的體系，有著明顯的差別。例如，在實(shí)驗(yàn)中一種藍(lán)色顏料只產(chǎn)生很小甚至不起任何作用，可另一種黑色顏料卻能產(chǎn)生很大的影響。這更加提醒我們的船舶制造商們需要對可能導(dǎo)致船舶鼓泡現(xiàn)象的各種因素進(jìn)行全面的測試。

我們得到的結(jié)果與American Colours 得到的一定范圍內(nèi)顏料對鼓泡時間沒有明顯影響的結(jié)論有很大的沖突。其中的一個主要區(qū)別就是在美國的研究中，固體粉末是被碾磨后直接加入膠衣體系的?，F(xiàn)在Freeman正在對顏料碾磨進(jìn)行更深入的研究和實(shí)驗(yàn)。

過氧化物催化劑是體系中另一種重要物質(zhì)，并同樣對鼓泡有著一定的作用。法國曾經(jīng)就有這么一個很有名的案例，嚴(yán)重鼓泡的原因最終追溯到不經(jīng)意的將催化系載體由鄰苯二甲酸酯類增塑劑換成了二甘醇(DEG)。這起事故再次提醒船舶制造者們必須對生產(chǎn)過程中每一個細(xì)節(jié)都進(jìn)行全面控制和檢測。

        通過QCT實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)在膠衣和基體樹脂中使用過低劑量的催化劑會使發(fā)生鼓泡現(xiàn)象的時間縮短。

       我們還實(shí)驗(yàn)了丙酮對鼓泡現(xiàn)象的影響。丙酮是FRP生產(chǎn)車間里最普遍的清洗用溶劑，通常我們在涂布膠衣層之前對模具表面進(jìn)行清洗。在實(shí)驗(yàn)中，我們在涂層中加入5％的丙酮，無可否認(rèn)，這個劑量是相當(dāng)高的，但在實(shí)際生產(chǎn)中，我們并不排除在一定的局部（例如零散的滴聚點(diǎn)）能達(dá)到這樣的當(dāng)量。結(jié)果表明丙酮的存在對復(fù)合材料抗鼓泡能力有明顯的不良影響。這點(diǎn)也充分說明了不能用丙酮稀釋膠衣。

綜上所述，引起復(fù)合材料因滲透作用而發(fā)生鼓泡的因素是多種多樣的，同時它們就像一條鏈條上的相互關(guān)聯(lián)的各個環(huán)節(jié)，最薄弱的那個環(huán)節(jié)限制整根鏈條的的強(qiáng)度品質(zhì)。在諸多這些環(huán)節(jié)中，我們首先要重視良好的操作施工水平，這是影響產(chǎn)品抗?jié)B透鼓泡能力的最主要環(huán)節(jié)。結(jié)合不牢固，氣泡空隙，溶液污染和潮濕的玻璃纖維，都會對復(fù)合材料最終抗鼓泡性能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。其次，膠衣層的質(zhì)量和厚度都會對最終的抗?jié)B透性產(chǎn)生很大的影響。第三，添加劑（固化劑，顏料等）的型號，性質(zhì)以及用量不當(dāng)，都會大大降低材料抗鼓泡的能力，縮短發(fā)生鼓泡的時間。第四，增強(qiáng)膠衣用的基層基體樹脂質(zhì)量也有相當(dāng)?shù)挠绊?。最后，同樣也是很重要的是，增?qiáng)材料的型號，質(zhì)量以及編織方式對抗鼓泡的性能有著重要的影響。

以上所提到的各種因素大多可以通過非常方便快捷，可靠便宜的測試方法進(jìn)行監(jiān)控和預(yù)測。船舶制造商們可以方便而且切實(shí)可行地運(yùn)用全面質(zhì)量控制的方法和手段來控制自己的生產(chǎn)和產(chǎn)品。在澳大利亞，制造者們對每一條船，每一次與鼓泡性能有關(guān)的原材料改變都做了嚴(yán)格的檢測，在英國這也成為一項切實(shí)可行的建議并得到了大多數(shù)人的支持。這也使船舶使用者有了更加放心的選擇。采用優(yōu)良的能更好的抗?jié)B透鼓泡的原材料的船舶在國外很受歡迎，雖然它們的價格要高出很多。相反，如果你不進(jìn)行嚴(yán)格的測試和控制，就可能出現(xiàn)問題。檢測能使我們把更好的原材料與劣質(zhì)的材料區(qū)別開來，為真正的全面質(zhì)量控制的實(shí)現(xiàn)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)，最終通過卓越的FRP控制體系使我們的最終產(chǎn)品真正發(fā)揮出100％的零返修零維護(hù)的水平。