增強材料

發表時間：2018-02-06

增強材料

增強材料是玻璃鋼制品的支撐骨架，它基本上決定了拉擠制品的力學性能，增強材料的使用對減少制品收縮、提高熱變形溫度和低溫沖擊強度也有一定的作用。

在玻璃鋼產品設計中，增強材料的選用應充分考慮產品的成型工藝，因為增強材料的種類、鋪設方式、含量對玻璃鋼制品的性能影響較大，它們基本上決定了玻璃鋼制品的機械強度和彈性模量，采用不同增強材料的拉擠制品的性能也有所不同。

此外，在滿足成型工藝的產品性能要求的同時，還應考慮成本，應盡量選擇便宜的增強材料，一般玻璃纖維原絲的無捻粗紗比纖維織物成本低；氈比布成本低、防滲性好，但強度低；中堿纖維較無堿纖維便宜，但隨含堿量增加，其耐堿性、耐腐蝕性、電性能都會下降。

常用的增強材料的品種如下：

1、無捻玻璃纖維粗紗

采用增強型浸潤劑，無捻玻璃纖維粗紗可分為合股原絲、直接無捻粗紗及膨體無捻粗紗三種。合股原絲由于張力不均勻，易產生懸垂現象，使得在拉擠設備進料端形成松弛的圈結，影響作業順利進行。直接無捻粗紗具有集束性好、樹脂浸透速度快、制品力學性能優良等特點，所以目前大多趨向與應用直接無捻粗紗。膨體無捻粗紗有利于提高制品的橫向強度，如卷曲無捻粗紗和空氣變形無捻粗紗等。膨體無捻粗紗兼有連續長纖維的高強度和短纖維的蓬松性，是一種耐高溫、低熱導率、耐腐蝕、高容空量、高過濾效率的材料，膨體無捻粗紗中有部分纖維蓬松成單絲狀態，所以還能改善拉擠成型制品的表面質量。目前膨體無捻粗紗在國內外已得到廣泛使用，用于裝飾或工業用編織無的徑紗和緯紗，也可用于生產摩擦、絕緣、防護或密封材料。

用于拉擠成型的無捻玻璃纖維粗紗的性能要求如下：①不產生懸垂現象；②纖維張力均勻；③成束性好；④耐磨性好；⑤斷頭少，不易起毛；⑥浸潤性好，樹脂浸漬速度快；⑦強度和剛度大。

2、玻璃纖維氈

為了使拉擠成型玻璃鋼制品具有足夠的橫向強度，使用短切原絲氈、連續原絲氈、組合氈、無捻粗紗織物等增強材料。連續原絲氈是目前用得普遍的玻璃纖維橫向增強材料之一，為提高產品外觀效果，有時也用表面氈。

連續原絲氈是由若干層圓狀隨機鋪放的連續玻璃纖維組成的，纖維之間用粘結劑黏結。表面氈則是將定長短切原絲隨機均勻鋪放，并用粘結劑黏結而成的薄如紙的氈，纖維含量為5%~15%，其厚度為0.3~0.4mm。它可以使制品表面光滑、美觀，并提高制品的耐老化性。

玻璃纖維縫編氈是將短切成一定長度的玻璃纖維原絲，無定向沉降后，用有機纖維縫編而成。適用于模壓、拉擠、注射成型（RTM）、纏繞等多種成型工藝。主要特點為：厚薄均勻，無羽毛、污漬、雜物等疵點；不易產生位移變形，耐沖刷性好；既有布的方向性，又具有氈的多向性；良好的工藝性；快的浸透速度，良好的玻璃鋼性能。

玻璃纖維復合氈是由玻璃纖維無捻粗紗做單向平行排列，外一層復合短切成一定長度的玻璃纖維紗或短切氈，用有機纖維縫制而成的。主要是用于玻璃鋼拉擠成型、RTM成型、手糊成型等工藝，終端產品主要有玻璃鋼船體、汽車外殼、板材、型材等。纖維結構具有可設計性，能再一定方向上提供高強度；纖維布易產生位移變形，易于操作；織物中不含任何黏結劑，易浸透；結構的復合性可減少鋪層，有效提高生產效率。

玻璃纖維氈的特點是：鋪覆性好，易被樹脂浸透，含膠量較高。

拉擠成型工藝對玻璃纖維氈的要求如下：

（1）具有較高的機械強度；

（2）對于化學黏結的短切原絲氈，粘結劑能耐浸膠及成型時的化學和熱作用，以保證成型過程中仍有足夠的強度；

（3）浸潤性好；

（4）起毛少、斷頭少。

3、聚酯纖維表面氈

聚酯纖維表面氈是拉擠工業新型的一種增強纖維材料。美國有一種商品名叫NEXUS，廣泛用于拉擠制品，取代玻璃纖維表面氈，效果很好，成本也較低，已成功應用10多年。

采用聚酯纖維表面氈的優點如下：

①可改善制品的抗沖擊、耐腐蝕及耐大氣老化性能。

②可改善制品的表面狀態，使制品表面更加光滑。

③聚酯纖維表面氈的貼覆性能與拉伸性能都比C玻璃纖維表面氈好得多，拉擠過程中不易產生斷頭，較少停車事故。