樹脂基復合材料（Resin Matrix Composite）也稱纖維增強塑料（Fiber Reinforced Plastics），是技術比較成熟且應用最為廣泛的一類復合材料。這種材料是用短切的或連續(xù)纖維及其織物增強熱固性或熱塑性樹脂基體，經(jīng)復合而成。以玻璃纖維作為增強相的樹脂基復合材料在世界范圍內(nèi)已形成了產(chǎn)業(yè)，在我國不科學地俗稱為玻璃鋼。廣泛運用在航天航空、汽車工業(yè)、鐵路車輛、建筑工程、電氣通訊、等領域。

　　1.在航天航空中的應用

　　樹脂基復合材料于1932年在美國出現(xiàn)，1940年以手糊成型制成了玻璃纖維增強聚酯的軍用飛機的雷達罩，其后不久，美國萊特空軍發(fā)展中心設計制造了一架以玻璃纖維增強樹脂為機身和機翼的飛機，并于1944年3月在萊特-帕特空軍基地試飛成功。1946年纖維纏繞成型技術在美國出現(xiàn)，為纖維纏繞壓力容器的制造提供了技術貯備。1949年研究成功玻璃纖維預混料并制出了表面光潔，尺寸、形狀準確的復合材料模壓件。1950年真空袋和壓力袋成型工藝研究成功，并制成直升飛機的螺旋槳。60年代在美國利用纖維纏繞技術，制造出北極星、土星等大型固體火箭發(fā)動機的殼體，為航天技術開辟了輕質(zhì)高強結構的最佳途徑。在此期間，玻璃纖維-聚酯樹脂噴射成型技術得到了應用，使手糊工藝的質(zhì)量和生產(chǎn)效率大為提高。1961年片狀模塑料（Sheet Molding Compound, 簡稱SMC）在法國問世，利用這種技術可制出大幅面表面光潔，尺寸、形狀穩(wěn)定的制品，如汽車、船的殼體以及衛(wèi)生潔具等大型制件，從而更擴大了樹脂基復合材料的應用領域。1963年前后在美、法、日等國先后開發(fā)了高產(chǎn)量、大幅寬、連續(xù)生產(chǎn)的玻璃纖維復合材料板材生產(chǎn)線，使復合材料制品形成了規(guī)模化生產(chǎn)。拉擠成型工藝的研究始于50年代，60年代中期實現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，在70年代拉擠技術又有了重大的突破。在70年代樹脂反應注射成型（Reaction Injection Molding, 簡稱RIM）和增強樹脂反應注射成型（Reinforced Reaction Injection Molding, 簡稱RRIM）兩種技術研究成功，現(xiàn)已大量用于衛(wèi)生潔具和汽車的零件生產(chǎn)。1972年美國PPG公司研究成功熱塑性片狀模型料成型技術，1975年投入生產(chǎn)。80年代又發(fā)展了離心澆鑄成型法，英國曾使用這種工藝生產(chǎn)10m長的復合材料電線桿、大口徑受外壓的管道等。從上述可知，新生產(chǎn)工藝的不斷出現(xiàn)推動著聚合物復合材料工業(yè)的發(fā)展。

　　進入20世紀70年代，對復合材料的研究發(fā)跡了僅僅采用玻璃纖維增強樹脂的局面，人們一方面不斷開辟玻纖-樹脂復合材料的新用途，同時也開發(fā)了一批如碳纖維、碳化硅纖維、氧化鋁纖維、硼纖維、芳綸纖維、高密度聚乙烯纖維等高性能增強材料，并使用高性能樹脂、金屬與陶瓷為基體，制成先進復合材料。這種先進復合材料具有比玻璃纖維復合材料更好的性能，是用于飛機、火箭、衛(wèi)星、飛船等航空航天飛行器的理想材料。

　　自從先進復合材料投入應用以來，有三件值得一提的成果。第一件是美國全部用碳纖維復合材料制成一架八座商用飛機--里爾芳2100號，并試飛成功。第二件是采用大量先進復合材料制成的哥倫比亞號航天飛機，這架航天飛機用碳纖維/環(huán)氧樹脂制作長18.2m、寬4.6m的主貨艙門，用凱芙拉纖維/環(huán)氧樹脂制造各種壓力容器。在這架代表近代最尖端技術成果的航天收音機上使用了樹脂、金屬和陶瓷基復合材料。第三件是使用了先進復合材料作為主承力結構，制造了這架可載80人的波音-767大型客運飛機，不僅減輕了重量，還提高了飛機的各種飛行性能。復合材料在這幾個飛行器上的成功應用，表明了復合材料的良好性能和技術的成熟，這對于復合材料在重要工程結構上的應用是一個極大的推動。

　　目前空間用復合材料基體主要采用環(huán)氧樹脂。此外,國外以復合材料取代金屬制造空間飛行器(衛(wèi)星、空間站、航天飛機等)構件目前已取得一定程度的應用。
    碳纖維復合材料在空間技術上的應用，國內(nèi)也有成功范例，如我國的第一顆實用通信衛(wèi)星應用了碳纖維/環(huán)氧復合材料拋物面天線系統(tǒng)；第一顆太陽同步軌道“風云一號”氣象衛(wèi)星采用了多折迭式碳纖維復合材料剛性太陽電池陣結構等。

　　隨著航空航天工業(yè)的迅速發(fā)展，對材料的要求也日益苛刻，一個國家新材料的研制與應用水平，在很大程度上體現(xiàn)了一個國家的國防和科研水平，因此許多國家都把新材料的研制與應用放在科研工作的重要地位。

　　2.在汽車工業(yè)中的應用

　　我國復合材料的研究和開發(fā)始于1958年，但復合材料進入汽車工業(yè)則比較遲緩，尤其是大批量、標準化應用的歷史更短。

　　在20世紀80年代后期到20世紀90年代末，“全塑中華汽車”的概念雖然曾經(jīng)在國內(nèi)汽車界轟動一時，但終究由于質(zhì)量較差不能滿足汽車工業(yè)的要求而半途夭折。此后，國內(nèi)陸續(xù)有一些汽車廠開發(fā)過全復合材料車身的客車車型，主要的工藝手段為手糊工藝，但都沒有形成工業(yè)化大生產(chǎn)的局面。

　　隨著以切諾基、依維柯、斯泰爾和桑塔納等各類引進車型在中國的陸續(xù)投產(chǎn)，中國的汽車工業(yè)才真正開始引入和接觸到與國際水平較為接近的塑料件和復合材料新技術。同時，中國汽車復合材料的歷史也開始有了實質(zhì)的起步，迎來了以消化吸收為主要目標的新的發(fā)展時期，并在實踐中逐漸獲得了中國汽車工業(yè)的認可。樹脂基復合材料作為一種新型的輕量化材料，正日益成為汽車制造業(yè)中的新寵。特別在小批量車型應用領域，它可謂一枝獨秀，成為汽車制造商開發(fā)新車型的首選材料。

　　經(jīng)中國汽車復合材料企業(yè)成功消化吸收并獲得國產(chǎn)化應用的范例有：1996年，南京依維柯汽車有限公司的IVECO小客車SMC前保險杠由北京汽車玻璃鋼制品總公司國產(chǎn)化供貨；2000年，北京吉普汽車有限公司的切諾基吉普車SMC后舉升門由北京汽車玻璃鋼制品總公司國產(chǎn)化供貨（如圖4所示）；2003年，中國重型汽車公司的斯泰爾王重卡SMC保險杠、面板等14種零部件由山東武城新明玻璃鋼制品有限公司國產(chǎn)化供貨；2004年，上海通用汽車有限公司的別克凱越車型GMT成套后座椅靠背骨架由上海耀華大中新材料有限公司國產(chǎn)化供貨；2005年，上海通用汽車有限公司的別克GL8車型GMT前保險杠緩沖器支架由無錫吉興汽車內(nèi)飾件有限公司國產(chǎn)化供貨；2006年，上海大眾汽車有限公司的POLO、B5轎車GMT發(fā)動機底護板由上海耀華大中新材料有限公司國產(chǎn)化供貨；2006年，一汽大眾汽車有限公司的寶來車型GMT前端框架由長春英利汽車部件有限公司國產(chǎn)化供貨；2006年，一汽大眾汽車有限公司的寶來車型D-LFT車底部護板由長春英利汽車部件有限公司國產(chǎn)化供貨；2006年，上海大眾汽車有限公司的途安車型G-LFT前端框架由長春英利汽車部件有限公司國產(chǎn)化供貨；2007年，一汽大眾汽車有限公司的邁騰車型GMT備胎倉由長春英利汽車部件有限公司國產(chǎn)化供貨。

　　對汽車工業(yè)來說，復合材料的回收是一個具有戰(zhàn)略意義的問題。現(xiàn)在，人們已經(jīng)解決了熱塑性汽車復合材料的回收問題，同時明確了熱固性復合材料屬于可回收材料的范圍。

　　目前，世界上回收熱固性汽車復合材料的方法主要有3種：
　　 ①通過焚燒回收熱能；
　　 ②通過熱降解回收可燃油和可燃氣體；
　　 ③通過物理粉碎法重新生成玻纖、填料和固化樹脂的混合物。其中，物理粉碎法是得到了廣泛認同的、最為經(jīng)濟和方便的回收技術。當然，不可否認的是，對熱固性汽車復合材料的回收仍然存在著一些問題，如：聚合物無法再次熔融和加工，增強纖維和填料的種類復雜而難以區(qū)分，回收物的經(jīng)濟價值不高等。為此，世界各國汽車復合材料業(yè)仍在努力，并不斷取得新的進展。例如，意大利FIAT汽車公司建立了一種SMC的回收體系，即將SMC粉粹至粒徑小于50μm的粉末后，用作PVC汽車底漆的填料。初步計算結果顯示，如果每輛汽車平均使用7kg的PVC底漆，其中礦物填料為3kg，那么每輛新車可消耗大均2.5kg的SMC粉末，其所帶來的經(jīng)濟效益不容忽視。此外，在歐洲，由復合材料企業(yè)發(fā)起組成了ERCOM復合材料回收股份公司的聯(lián)盟組織，目的是在歐洲范圍內(nèi)開展SMC廢棄物的收集和回收工作，取得了很好的社會和經(jīng)濟效益。其具體做法是：

　　設立SMC廢棄物收集網(wǎng)點，并通過ERCOM移動式破碎系統(tǒng)為這些網(wǎng)點提供服務。這些經(jīng)破碎壓縮后的廢料最終被運回ERCOM回收工廠進行處理。
　　與相關工廠合作，建立汽車復合材料部件的拆卸工廠。
　　不斷完善相關的拆卸標準，推動標準的實施，保證回收物的質(zhì)量。
　　建立健全對回收物和SMC部件的質(zhì)量管理體系。
　　建立實驗室，對采用SMC回收物生產(chǎn)的部件進行測試和檢查，確保產(chǎn)品的質(zhì)量安全。
　　與歐美發(fā)達國家相比，中國汽車復合材料的應用歷史很短而且發(fā)展緩慢，技術水平低下，其原因是多方面的。首先，在計劃經(jīng)濟時代，復合材料隸屬于建材行業(yè)。由于行業(yè)之間缺乏交流，導致了中國的汽車工業(yè)一直以來就缺少復合材料這種技術資源。其次，中國復合材料行業(yè)從材料到工藝到裝備一直以來都沒有形成一個高水平的、完整的工業(yè)生產(chǎn)體系，難以滿足汽車工業(yè)發(fā)展的需求。改革開放以來，中國的汽車復合材料迎來了千載難逢的發(fā)展機遇。特別是自2000年以來，汽車復合材料的需求量每年以20%～30%的速率快速增長，其中長纖維增強熱塑性復合材料的增長速度更快。在中國汽車工業(yè)快速發(fā)展的過程中，輕量化、低油耗、高安全、減少污染以及降低制造和使用的綜合成本等日益成為汽車業(yè)界的共識，這無疑為輕質(zhì)、高強、成本低廉及綜合性能優(yōu)異的復合材料提供了前所未有的市場機遇。可以肯定，中國的汽車復合材料將迎來嶄新的發(fā)展時期。

　　目前，在汽車制造中大量采用SMC材料，涉及到轎車、客車、火車、拖拉機、摩托車，以及運動車、農(nóng)用車等所有車種，主要應用部件包括以下幾類：
　　 ①懸架零件：前后保險杠，儀表板等。
　　②車身及車身部件：車身殼體、硬殼車頂、地板、車門、散熱氣護柵板、前端板、阻流板、行李艙蓋板、遮陽罩、翼子板、發(fā)動機罩、大燈反光鏡。
　　 ③發(fā)動機蓋下部件：如空調(diào)器外殼、導風罩、進氣管蓋、風扇導片圈、加熱器蓋板、水箱部件、制動系統(tǒng)部件，以及電瓶托架，發(fā)動機隔音板等。
　　④車內(nèi)裝飾部件：門內(nèi)飾板、車門把手、儀表盤、轉向桿部件、鏡子邊框、座椅等。
　　⑤其他如泵蓋等電氣部件，以及齒輪隔音板等驅(qū)動系統(tǒng)零件。其中，尤以保險杠、車頂、前臉部件、發(fā)動機罩、發(fā)動機隔音板、前后翼子板等部件最重要，產(chǎn)量最大。

    3.在鐵路車輛中的應用

　　FRP在鐵路車輛中的應用已有40年的歷史,尤其在世界各國的高速列車、高等級列車和地鐵方面的發(fā)展中，F(xiàn)RP的應用日趨廣泛，遍及了內(nèi)燃機車、電氣機車、單軌車、懸浮列車、客車、貨車、冷藏車、槽罐車等各種車輛。此外，軌道上、信號系統(tǒng)等也也大量采用了FRP材料。

　　隨著鐵路工業(yè)發(fā)展，人們對輕量化、使用壽命、費用和破壞值等問題的重要性的認識越來越深，使FRP在鐵路車輛的制造和修復過程中越來越多地采用并取代鋼鐵、鋁等傳統(tǒng)金屬材料，F(xiàn)RP的耗量逐年穩(wěn)步增加，而SMC以優(yōu)越的工藝性與材料特性成為許多場合的首選材料。當前，SMC在鐵路車輛中的應用主要包括：鐵路車輛窗框、衛(wèi)生間組件、座椅、茶幾臺面、車廂壁板與頂板等。

　　主要包括：鐵路車輛窗框、衛(wèi)生間組件、座椅、茶幾臺面、車廂壁板與頂板等。

　　4.在建筑工程中的應用

　　化學建筑材料是繼混凝土，鋼材，木材之后發(fā)展最為迅速的第四大類新型建筑材料，由于它具有節(jié)能，自重輕，耐水，耐化學腐蝕，外觀美艷，加工安裝方便諸優(yōu)點。廣泛用于國民經(jīng)濟各部門。1994年，美國合成樹脂用于建筑方面的占20。2%。德國合成樹脂用于建筑的占21%，日本占10。1%。我國合成樹脂用于建筑方面軍的還不到7%。

　　在鑒于此，我國自80年代初就開始有領導，有組織，有計劃地組織開發(fā)，生產(chǎn)和推廣化學建材，1981～1992年，在國家科委領導下，由原化工部，輕工部，建材部，建工總局和中國石化總公司共同組成了化學建材協(xié)調(diào)組，全面推動這項工作，主要是打好基礎，制訂科技發(fā)展規(guī)劃，確定主攻方向，組織科技攻關，引進并建立生產(chǎn)裝置，安排原材料配套，開展工程推廣試點，總結應用技術。

　　隨著我國經(jīng)濟建設的持續(xù)，快速發(fā)展，城鄉(xiāng)住宅建設，市政基礎設施建設規(guī)模很大，塑料建材不僅能大量代鋼，代木，而且有許多優(yōu)于鋼材，鋁 材，木材，以及傳統(tǒng)材料的性能，可以顯著節(jié)約能源，保護生態(tài)環(huán)境，改善居住環(huán)境和條件，提高建筑功能，有較好的防腐蝕性能，自重輕，施工方便，塑料是節(jié)能型材料，它既能節(jié)約生產(chǎn)能耗，更能節(jié)約使用能耗。以單位生產(chǎn)能耗計算，塑料僅分別為鋼材和鋁 材的四分之一和八分之一，在采暖地區(qū)采用塑料窗代替普通金屬窗，可節(jié)約暖能耗30%～50%，塑料給水管替代金屬管水節(jié)能達50%，節(jié)能效益十分顯著。例如：①水箱；②淋浴用品：主要產(chǎn)品有浴缸、淋浴間、洗池、防水盤、坐便器、化妝臺等，特別是浴缸，整體浴室設備給水槽等；③凈化槽 ；④建筑模板；⑤儲存間構件；⑥高分子樹脂模壓井蓋等。


　　5.在電子工業(yè)與通訊工程中的應用 

　　 ⑴電子工業(yè)中的應用

　　制造電子，電氣設備各種元器件的材料除了機械強度，耐溫，易成型等基本要求外，對電性能的要求因用途不同而差異很大。電子工業(yè)中大量的塑料用作絕緣材料，希望在高溫，高頻下的絕緣電阻高而介電性能穩(wěn)定，對有電磁波發(fā)射的電子設備既要不讓電磁波射向周圍環(huán)境，又要阻隔外界電磁波對電子設備正常工作的干擾，所以需要一種有一定導電性的塑料來傳導和屏蔽電磁波，塑料的一大優(yōu)點是質(zhì)量輕，易加工，但因是高分子化合物均有不導電性，但若能從組成或分子結構上作改進賦予良好的導電性則對電子設備的輕巧和功能的延伸是一種新穎材料；有一定磁場強度的磁性塑料能代替天然的磁鐵，也是電子工業(yè)所追求的新材料。因此把具有絕緣，屏蔽，導電，導磁功能的塑料在電子工業(yè)中的應用進行羅列和分析，對材料的生產(chǎn)者是一種促進，對材料的使用者是一種互通和借鑒。 

　　 ⑵通訊工程中的應用

　　屬于高科技領域的現(xiàn)代通訊產(chǎn)業(yè)缺少不了輕質(zhì)，透明，堅韌，又絕緣的塑料，可以說新型的絕緣線纜，通訊電纜和光纜，光盤等光記錄材料以及諸如移動電話，傳真機，復印機，電腦打印機等通訊用辦公設備的迅速發(fā)展，是在近年來各國對通用塑料，工程塑料及其合金塑料進行了大量深入的研究，開發(fā)出一系列能滿足不同通訊器材上所要求的特殊性能之塑料之后才實現(xiàn)的。例如：①電器罩殼：包括電器開關盒、電器配線盒、儀表盤罩等；②電器原件與電機部件：如絕緣子、絕緣操作工具、電機風罩等；③電子工程應用：如電子機器的印刷電路板等；④通訊設備應用：電話亭、電線電纜分配箱等。

　　6.其它應用

　　近年來隨著樹脂品級的提高和加工工藝的創(chuàng)新，賦予了塑料新的功能，拓展出許多新的用途，通過不同的途徑使塑料內(nèi)含有大量的微孔就能賦予它分離，吸水，吸油的功能，大量的微孔還使這類制品成為塑料與空氣的復合物，在絕緣，隔熱，透氣，阻水，低介電等性能方面開拓出新的應用領域，成為國民經(jīng)濟發(fā)展中不可缺少的新材料。例如：①座椅；②集裝箱；③電桿夾套；④工具錘柄和鏟柄；⑤餐飲用具： 如：洗菜池、微波爐餐具、碗、碟、盤等食品容器。