复合材料概论8-玻璃纤维课件2.ppt

1、7 玻璃纤维-2本节主要内容n7.4 玻璃纤维及其制品玻璃纤维及其制品7.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺玻璃纤维及其制品的生产工艺7.4.2 玻璃纤维纱的规格及性能玻璃纤维纱的规格及性能n7.5 玻璃纤维的表面处理玻璃纤维的表面处理7.5.1 浸润剂浸润剂7.5.2 玻璃纤维表面处理剂玻璃纤维表面处理剂7.5.3 玻璃纤维表面处理方法玻璃纤维表面处理方法n7.6 特种玻璃纤维特种玻璃纤维7.6.1 高强度玻璃纤维高强度玻璃纤维7.6.2 高模量玻璃纤维高模量玻璃纤维7.6.3 高硅氧纤维和石英纤维高硅氧纤维和石英纤维7.6.4 空心玻璃纤维空心玻璃纤维7.4 玻璃纤维及其制品玻璃纤维及其制

2、品7.4.1.1 玻璃纤维的生产工艺玻璃纤维的生产工艺 坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝(1)坩埚法拉丝工艺坩埚法拉丝工艺 生产工艺由制球和拉丝生产工艺由制球和拉丝两部分组成两部分组成整个拉丝过程中加球和整个拉丝过程中加球和拉丝温度控制是由自动拉丝温度控制是由自动控制装置来完成的控制装置来完成的 7.4.1 玻璃纤维及其制品的生玻璃纤维及其制品的生产工艺产工艺1加料孔；加料孔；2铂针；铂针；3坩埚；坩埚；4电极板；电极板；5玻璃液；玻璃液；6漏板；漏板；7玻璃纤维单丝；玻璃纤维单丝；8集束轮；集束轮；9玻璃纤维原纱；玻璃纤维原纱；10拉丝卷筒拉丝卷筒(2)池窑漏板法拉丝工艺

3、池窑漏板法拉丝工艺 连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连续玻璃纤维。连续玻璃纤维。池窑拉丝池窑拉丝(与坩埚拉丝相比较与坩埚拉丝相比较)的优点：的优点：1.省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；2.池窑拉丝一窑可安装池窑拉丝一窑可安装10块到上百块漏板，熔量大，块到上百块漏板，熔量大，生产能力高；生产能力高；3.易实现自动化；易实现自动化；4.适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维；适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维；5.生产的废纱便

4、于回炉。生产的废纱便于回炉。7.4.1.2 玻璃纤维制品的生产工艺玻璃纤维制品的生产工艺主要设备：纺纱机和织布机主要设备：纺纱机和织布机 1 1电熔池窑炉；电熔池窑炉；2 2漏板；漏板；3 3加浸润剂；加浸润剂；4 4机械装置；机械装置；5 5喷射粘接剂；喷射粘接剂；6 6金属网带；金属网带；7 7固化装置；固化装置；8 8卷筒卷筒连续玻璃纤维毡生产示意图连续玻璃纤维毡生产示意图7.4.2 玻璃纤维纱的规格及性能玻璃纤维纱的规格及性能 玻璃纤维纱可分无捻纱及有捻纱两种。玻璃纤维纱可分无捻纱及有捻纱两种。无捻纱一般用增强型浸润剂，由原纱直接并股、无捻纱一般用增强型浸润剂，由原纱直接并股、络纱制成

5、络纱制成 有捻纱则多用纺织型浸润剂，原纱经过退绕、加有捻纱则多用纺织型浸润剂，原纱经过退绕、加捻、并股、络纱而制成。捻、并股、络纱而制成。根据纤维直径、支数及股数不同，无捻纱和有根据纤维直径、支数及股数不同，无捻纱和有捻纱的规格有许多种。捻纱的规格有许多种。捻度捻度 单位长度内纤维与纤维之间所加的转数，以捻单位长度内纤维与纤维之间所加的转数，以捻m为单位为单位 Z捻捻(左捻左捻)，顺时针方向加捻；，顺时针方向加捻；S捻捻(右捻右捻)，逆时针方向加捻。，逆时针方向加捻。加捻的作用：加捻的作用：提高纤维的抱合力提高纤维的抱合力改善单纤维的受力状况，改善单纤维的受力状况，利于纺织工序的进行。利于纺织

6、工序的进行。缺点：缺点：捻度过大不易被树脂浸透。捻度过大不易被树脂浸透。无捻粗纱的用处无捻粗纱的用处 无捻粗纱中的纤维是平行排列的，拉伸强度无捻粗纱中的纤维是平行排列的，拉伸强度很高，易被树脂浸透，故无捻粗纱多用于缠绕高很高，易被树脂浸透，故无捻粗纱多用于缠绕高压容器及管道等，同时也用于拉挤成型、喷射成压容器及管道等，同时也用于拉挤成型、喷射成型等工艺中。型等工艺中。纤维支数有两种表示方法：纤维支数有两种表示方法：(1)定质量法定质量法 用质量为用质量为1g的原纱的长度来表示，即：的原纱的长度来表示，即：原纱克质量数）纤维质量（测量）纤维长度（通常用纤维支数m100m10040支纱支纱(2)定

7、长法定长法 目前国际上统一使用的方法，通称目前国际上统一使用的方法，通称“TEX”(TEX”(公制号数公制号数)。1000m长的原纱的克质量。长的原纱的克质量。4“TEX”质量为质量为1g的原纱长的原纱长40m。1000m原纱质量为原纱质量为4g。玻璃纤维及玻璃纤维制品玻璃纤维及玻璃纤维制品1、无捻粗纱、无捻粗纱2、无碱布、无碱布3、短切玻璃纤维、短切玻璃纤维4、无捻方格布、无捻方格布5、玻璃纤维耐碱网布、玻璃纤维耐碱网布6、膨体纱与膨体布、膨体纱与膨体布7、拉挤纱、拉挤纱8、缠绕纱、缠绕纱9、喷射纱、喷射纱.1、无捻粗纱无捻粗纱 无捻粗纱是由平行原无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成。丝或

8、平行单丝集束而成。无捻粗纱是加工方格布、无捻粗纱是加工方格布、网格布的基本原料，是网格布的基本原料，是玻璃钢基材最基本的原玻璃钢基材最基本的原材料。材料。喷射用无捻粗纱，缠绕型无捻粗纱，拉挤用无捻粗纱及织喷射用无捻粗纱，缠绕型无捻粗纱，拉挤用无捻粗纱及织造用无捻粗纱等，用途十分广泛。造用无捻粗纱等，用途十分广泛。种类种类2、无碱布无碱布 无碱布是用无碱玻纤无碱布是用无碱玻纤纱织造而成，具有优异的纱织造而成，具有优异的电气绝缘性、力学性能、电气绝缘性、力学性能、耐热性及抗吸湿性。主要耐热性及抗吸湿性。主要用于生产各种电绝缘层压用于生产各种电绝缘层压板、印刷线路板、各种车板、印刷线路板、各种车辆车

9、体、贮罐、船艇、模辆车体、贮罐、船艇、模具等具等 无碱布还适合用作玻璃无碱布还适合用作玻璃漆布，玻璃布层压制品与漆布，玻璃布层压制品与覆铜箔层压的基材，以及覆铜箔层压的基材，以及玻璃云母制品等的补强材玻璃云母制品等的补强材料。料。3、短切玻璃纤维短切玻璃纤维 短切玻璃纤维，适应于各种不同的用途。采用适当短切玻璃纤维，适应于各种不同的用途。采用适当的浸润剂和集束数，切成不同长度的玻璃纤维，在热固的浸润剂和集束数，切成不同长度的玻璃纤维，在热固性，热塑性树脂增强材料中获得广泛的应用。性，热塑性树脂增强材料中获得广泛的应用。4、无捻方格布无捻方格布 以无捻粗纱织成的方格布，广泛应用于手糊玻璃钢以无捻

10、粗纱织成的方格布，广泛应用于手糊玻璃钢(FRP)产品领域。产品领域。5、玻璃纤维耐碱网布玻璃纤维耐碱网布 玻璃纤维耐碱网布是玻璃纤维耐碱网布是以中碱或无碱玻璃纤维织以中碱或无碱玻璃纤维织物为基础，经耐碱涂层处物为基础，经耐碱涂层处理而成。该产品强度高、理而成。该产品强度高、粘结性好、服贴性、定位粘结性好、服贴性、定位性极佳，广泛应用于墙体性极佳，广泛应用于墙体增强，外墙保温，屋面防增强，外墙保温，屋面防水等方面，还可应用于水水等方面，还可应用于水泥、塑料、沥青、大理石、泥、塑料、沥青、大理石、马赛克等墙体材料的增强，马赛克等墙体材料的增强，是建筑行业理想的工程材是建筑行业理想的工程材料。料。6

11、、膨体纱与膨体布膨体纱与膨体布 膨体纱由玻璃纤维膨体纱由玻璃纤维纱经过高压空气装置，纱经过高压空气装置，特殊膨化而成，该产品特殊膨化而成，该产品兼有连续长纤维的高强兼有连续长纤维的高强度，又有短切纤维的蓬度，又有短切纤维的蓬松性，具有耐高温、耐松性，具有耐高温、耐腐蚀、高过滤效果、高腐蚀、高过滤效果、高强度等特点，被广泛应强度等特点，被广泛应用于过滤布、装饰布、用于过滤布、装饰布、绝缘织物等，是石棉制绝缘织物等，是石棉制品理想的替代材料，在品理想的替代材料，在环保工业方面应用广泛。环保工业方面应用广泛。膨体布是由膨体布是由膨体纱制造而成，膨体纱制造而成，具有透气性好，具有透气性好，容尘量大、过

12、滤容尘量大、过滤效率高等特点。效率高等特点。主要用于钢铁、主要用于钢铁、水泥、发电等行水泥、发电等行业的高温袋过滤业的高温袋过滤器；包装材料；器；包装材料；装饰材料等。装饰材料等。7、拉挤纱、拉挤纱 具有良好的耐磨性、具有良好的耐磨性、柔软成性好、纤维光滑毛柔软成性好、纤维光滑毛纱少、与苯乙烯有极好的纱少、与苯乙烯有极好的相溶性，浸透速度非常快。相溶性，浸透速度非常快。通过拉挤成型与聚酯或环通过拉挤成型与聚酯或环氧树脂结合成高强度的玻氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。璃钢制品。挤拉纱产品特性：品名品名产品产品代号代号浸润剂浸润剂类型类型含水率含水率选用选用树脂树脂卷装量卷装量(Kg)无碱拉无碱拉

13、挤纱挤纱ERL-1200硅烷类硅烷类0.18聚酯或聚酯或环氧环氧200.5无碱拉无碱拉挤纱挤纱ERL-2400硅烷类硅烷类0.18聚酯或聚酯或环氧环氧200.5中碱拉中碱拉挤纱挤纱CRL-1200硅烷类硅烷类0.2聚酯或聚酯或环氧环氧200.5中碱拉中碱拉挤纱挤纱CRL-2400硅烷类硅烷类0.2聚酯或聚酯或环氧环氧200.58、缠绕纱、缠绕纱 具有较好的成带性、柔软、纤维光滑、与苯乙具有较好的成带性、柔软、纤维光滑、与苯乙烯有很好的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃钢耐烯有很好的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃钢耐水性好。通过管道缠绕成型与聚酯或环氧树脂结合水性好。通过管道缠绕成型与聚酯或环氧树脂

14、结合成高强度的玻璃钢制品。成高强度的玻璃钢制品。品名品名产品产品代号代号浸润剂浸润剂类型类型含水率含水率选用选用树脂树脂卷装量卷装量(Kg)无碱缠无碱缠绕纱绕纱ERC-1200硅烷类硅烷类0.18聚酯或聚酯或环氧环氧200.5无碱缠无碱缠绕纱绕纱ERC-2400硅烷类硅烷类0.18聚酯或聚酯或环氧环氧200.5中碱缠中碱缠绕纱绕纱CRC-2400硅烷类硅烷类0.2聚酯或聚酯或环氧环氧200.59、喷射纱、喷射纱 具有较好的短切性具有较好的短切性能、无静电、与苯乙烯能、无静电、与苯乙烯有良好的相溶性、浸透有良好的相溶性、浸透速度较快。通过连续喷速度较快。通过连续喷射法与聚酯或环氧树脂射法与聚酯或

15、环氧树脂结合成高强度的玻璃钢结合成高强度的玻璃钢制品。制品。10、玻璃纤维套管、玻璃纤维套管 玻璃纤维套管是玻璃纤维套管是由无碱纱编织而成，由无碱纱编织而成，用于电视、仪表、无用于电视、仪表、无线电、电视机、电扇线电、电视机、电扇及其他家用电器上。及其他家用电器上。应用玻璃纤维套管的应用玻璃纤维套管的电线和电缆能提供良电线和电缆能提供良好的性能和可靠的绝好的性能和可靠的绝缘。缘。11、短切毡、短切毡 把玻璃纤维短切成约把玻璃纤维短切成约50mm长，然后均匀沉降在长，然后均匀沉降在成型带上，并敷上特种粘结剂形成短切毡，它具有成型带上，并敷上特种粘结剂形成短切毡，它具有各向同性与树脂结合良好的亲和

16、性，脱泡性、易成各向同性与树脂结合良好的亲和性，脱泡性、易成型等特点，广泛使用于手糊玻璃钢型等特点，广泛使用于手糊玻璃钢(FRP)及玻纤层压及玻纤层压板材上。板材上。12、连续原丝毡、连续原丝毡 连续原丝毡是新型玻纤无纺增强材料，广泛连续原丝毡是新型玻纤无纺增强材料，广泛用于高质量玻璃钢的模压和拉挤成型工艺。该技用于高质量玻璃钢的模压和拉挤成型工艺。该技术以玻璃纤维原丝为原料，经机械铺叠制成高强术以玻璃纤维原丝为原料，经机械铺叠制成高强度无纺毡，产品规格为度无纺毡，产品规格为225900克克/平方米平方米13、玻璃纤维方格布、玻璃纤维方格布 玻璃纤维方格布具有高强、耐腐、绝缘等特点。是制造玻璃

17、纤维方格布具有高强、耐腐、绝缘等特点。是制造玻璃钢制品基布。广泛应用于仪表、无线电贮槽建筑构件、玻璃钢制品基布。广泛应用于仪表、无线电贮槽建筑构件、制造游艇、汽车车体、透明玻璃钢及手糊玻璃钢工艺上。制造游艇、汽车车体、透明玻璃钢及手糊玻璃钢工艺上。14、无碱纤维带、无碱纤维带 无碱玻璃纤维带是电机及电器的良好的包扎绝缘材料，无碱玻璃纤维带是电机及电器的良好的包扎绝缘材料，也是玻璃钢也是玻璃钢(FRP)用基材。用基材。7.5 玻璃纤维的表面处理玻璃纤维的表面处理n7.5.1 浸润剂浸润剂 在拉丝工艺中，当玻璃液从漏板拉出单丝以后，在拉丝工艺中，当玻璃液从漏板拉出单丝以后，要经过浸润槽把浸润剂涂敷

18、在玻璃纤维表面上。要经过浸润槽把浸润剂涂敷在玻璃纤维表面上。可分为纺织型浸润剂和增强型浸润剂。可分为纺织型浸润剂和增强型浸润剂。单丝处理单丝处理(浸润剂浸润剂)纤维织物的表面处理纤维织物的表面处理(中间粘合剂中间粘合剂)1.浸润剂的作用浸润剂的作用n玻璃纤维突出的弱点玻璃纤维突出的弱点 较脆而且不耐磨，纤维之间的摩擦系数大。在拉丝和纺织过较脆而且不耐磨，纤维之间的摩擦系数大。在拉丝和纺织过程中，纤维就难免出现断裂现象，而且刚拉出的纤维容易受到程中，纤维就难免出现断裂现象，而且刚拉出的纤维容易受到空气中水蒸汽的侵蚀，使其强度下降。空气中水蒸汽的侵蚀，使其强度下降。n 浸润剂的作用：浸润剂的作用：

19、使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。2.浸润剂的种类浸润剂的种类(1)纺织型浸润剂纺织型浸润剂(2)增强型浸润剂增强型浸润剂 (1)纺织型浸润剂纺织型浸润剂 主要是满足纺织工序的要求。主要是满足纺织工序的要求。使用该类浸润剂的玻璃纤维和织物作为玻璃钢的增强材科使用该类浸润剂的玻璃纤维和织物作为玻璃钢的增强材科时，事先必须对纤维和织物进行表面处理。因为浸润剂中含石时，事先必须对纤维和织物进行表面处理。因为浸润剂中含石蜡和油剂，影响与树脂的粘结。蜡和油剂，影响与树

20、脂的粘结。纺织型浸润剂纺织型浸润剂淀粉浸润剂淀粉浸润剂石蜡乳剂石蜡乳剂淀粉为主要的成膜剂优淀粉为主要的成膜剂优点：费用低、成膜性好、点：费用低、成膜性好、易除掉易除掉主要成分：石蜡、凡士林、主要成分：石蜡、凡士林、硬脂酸、变压器油等硬脂酸、变压器油等优点：润滑性、集束性好优点：润滑性、集束性好(2)增强型浸润剂增强型浸润剂 由中间粘合剂、润滑剂、乳化剂等组分，配成拉丝用的由中间粘合剂、润滑剂、乳化剂等组分，配成拉丝用的浸润剂，在拉丝过程中直接被覆于玻璃纤维表面。增强型浸浸润剂，在拉丝过程中直接被覆于玻璃纤维表面。增强型浸润剂在一定程度上能满足拉丝工艺要求，而且对纤维与树脂润剂在一定程度上能满足

21、拉丝工艺要求，而且对纤维与树脂粘结影响不大。因此，在玻璃钢成型时不必除去，可直接使粘结影响不大。因此，在玻璃钢成型时不必除去，可直接使用。在选用玻璃纤维及其织物时。必须根据树脂类型考虑采用。在选用玻璃纤维及其织物时。必须根据树脂类型考虑采用何种浸润剂。用何种浸润剂。7.5.2 玻璃纤维表面处理剂玻璃纤维表面处理剂1.表面处理的意义表面处理的意义 表面处理：在玻璃纤维表面被覆一种表面处理：在玻璃纤维表面被覆一种叫做表面处理剂的特殊物质，使玻璃纤维叫做表面处理剂的特殊物质，使玻璃纤维与合成树脂牢固地粘结在一起，以达到提与合成树脂牢固地粘结在一起，以达到提高玻璃钢性能的目的。高玻璃钢性能的目的。n作

22、用：作用：表面处理剂处于玻璃纤维与合成树脂之间而使表面处理剂处于玻璃纤维与合成树脂之间而使这两种性质不同的材料牢固地连接在一起。这两种性质不同的材料牢固地连接在一起。玻璃纤维及织物经过适当的表面处理后，不仅玻璃纤维及织物经过适当的表面处理后，不仅改进了玻璃纤维的耐磨、防水、电磁绝缘等性能，改进了玻璃纤维的耐磨、防水、电磁绝缘等性能，而且对玻璃钢的强度，特别是湿态下的强度提高有而且对玻璃钢的强度，特别是湿态下的强度提高有显著的效果。显著的效果。玻璃纤维未经处理剂处理而制作的玻璃钢，因玻璃纤维未经处理剂处理而制作的玻璃钢，因老化而强度下降严重；经处理的强度下降缓慢，且老化而强度下降严重；经处理的强

23、度下降缓慢，且有更高的强度保留值。有更高的强度保留值。处理剂对聚酯玻璃钢人工气候处理剂对聚酯玻璃钢人工气候老化强度的影响老化强度的影响1沃兰处理；沃兰处理；2-A-151处理；处理；3A-172处理；处理；4未处理未处理处理剂对聚酯玻璃钢自然曝晒处理剂对聚酯玻璃钢自然曝晒后强度的影响后强度的影响1沃兰处理；沃兰处理；2-A-151处理；处理；3A-172处理；处理；4未处理未处理处理剂对聚酯玻璃钢海水浸泡处理剂对聚酯玻璃钢海水浸泡后强度的影响后强度的影响1沃兰处理；沃兰处理；2-A-151处理；处理；3A-172处理；处理；4未处理未处理 处理剂对玻璃钢的耐化学腐蚀性能的影响处理剂对玻璃钢的耐

24、化学腐蚀性能的影响也很大。如将玻璃钢试样浸在酸碱液中，通过也很大。如将玻璃钢试样浸在酸碱液中，通过观察表面树脂脱落布纹显露的情况证明，未经观察表面树脂脱落布纹显露的情况证明，未经处理的树脂脱落严重，凡经过处理的效果均好，处理的树脂脱落严重，凡经过处理的效果均好，特别是经特别是经KH550前处理的效果更为明显。前处理的效果更为明显。表面处理剂在玻璃钢中的独特作用表面处理剂在玻璃钢中的独特作用 它既能与玻璃相连，又能与树脂作用；它既能与玻璃相连，又能与树脂作用；既保护了玻璃纤维表面，又大大地增强了玻璃与树脂既保护了玻璃纤维表面，又大大地增强了玻璃与树脂界面的粘结，防止水分或其他有害介质的侵入，减少

25、或消除界面的粘结，防止水分或其他有害介质的侵入，减少或消除界面的弱点，改善了界面状态，有效地传递了应力，使玻璃界面的弱点，改善了界面状态，有效地传递了应力，使玻璃钢这种复合材料的多种材料间能形成一个牢固的整体。钢这种复合材料的多种材料间能形成一个牢固的整体。结果：结果：长期耐候性、耐水性、耐化学腐蚀性能均有大幅度改善；长期耐候性、耐水性、耐化学腐蚀性能均有大幅度改善；机械强度有成倍的提高；机械强度有成倍的提高；耐热性和电性能也有很大改善。耐热性和电性能也有很大改善。界面理论界面理论n偶联理论偶联理论n化学处理膜理论化学处理膜理论n物理吸附理论物理吸附理论nn 偶联理论偶联理论 偶联剂是一种高分

26、子化合物，这种化合物一般都含有两偶联剂是一种高分子化合物，这种化合物一般都含有两部分性质不同的基团。一种官能团能很好与玻璃纤维表面结部分性质不同的基团。一种官能团能很好与玻璃纤维表面结合；另一种官能团能很好与合成树脂结合合；另一种官能团能很好与合成树脂结合(产生共聚产生共聚)。通过表。通过表面处理剂把两种性能截然不同的物质联合起来，形成一个统面处理剂把两种性能截然不同的物质联合起来，形成一个统一的整体。因此，把表面处理剂叫一的整体。因此，把表面处理剂叫“架桥剂架桥剂”，也叫，也叫“偶联偶联剂剂”。这种中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。这种中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。3.玻璃纤维表面处理剂

27、的种类玻璃纤维表面处理剂的种类n有机铬有机铬n有机硅有机硅n钛酸酯钛酸酯n有机铬处理剂中最有名的属有机铬处理剂中最有名的属“沃兰沃兰(Vo1an)”，它的，它的化学名称叫做甲基丙烯酸氯化铬络合物物。化学名称叫做甲基丙烯酸氯化铬络合物物。CHCOOCrCl2OHCrCl2CH3CH3n有机硅处理剂：结构通式为有机硅处理剂：结构通式为RnSiX4-n。R是有机基团，含有能与合成树脂作用形成化学是有机基团，含有能与合成树脂作用形成化学键的活性基团。如；不饱和双键键的活性基团。如；不饱和双键、环氧基团、氨、环氧基团、氨基基-NH2、巯基、巯基-SH等。等。X是易于水解的基团，水解是易于水解的基团，水解

28、后能与玻璃作用。后能与玻璃作用。n 为为1、2或或3，绝大多数为，绝大多数为1CHCH2CHCH2O牌号牌号化学名称化学名称结构式结构式适用范围适用范围国内国内国外国外热固性热固性热塑性热塑性沃兰沃兰Volan甲基丙烯甲基丙烯酸氯化铬酸氯化铬盐盐酚醛酚醛聚酯聚酯环氧环氧聚乙烯聚乙烯聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯A-151乙烯基三乙烯基三乙氧基硅乙氧基硅烷烷聚酯聚酯硅树脂硅树脂聚酰亚胺聚酰亚胺聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚氯乙烯聚氯乙烯KH-550A-1100AYM-9-胺基丙胺基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷基硅烷环氧环氧酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺PVC聚碳聚碳酸酯酸酯尼龙尼龙聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯K

29、H-560A-187Y-4087Z-6040KBM-403-缩水甘缩水甘油醚丙基油醚丙基三甲氧基三甲氧基硅烷硅烷聚酯、环聚酯、环氧、酚醛、氧、酚醛、三聚氰胺三聚氰胺聚碳酸酯聚碳酸酯尼龙尼龙聚苯乙烯聚苯乙烯聚丙烯聚丙烯CHCOOCrCl2OHCrCl2CH3CH3H2N(CH2)3Si(OC2H5)3OCH2CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3常用玻璃纤维表面处理剂常用玻璃纤维表面处理剂CH2CHSi(OC2H5)3牌号牌号化学名称化学名称结构式结构式适用范围适用范围国内国内国外国外热固性热固性热塑性热塑性KH-570A-174Z-6030KBM-503-甲基丙甲基丙烯酸丙基烯酸丙基三甲氧

30、基三甲氧基硅烷硅烷聚酯聚酯环氧环氧聚苯乙烯聚苯乙烯聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯南大南大-42苯胺甲基苯胺甲基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷环氧环氧酚醛酚醛尼龙尼龙A-172乙烯基三乙烯基三(-甲氧乙甲氧乙氧基氧基)硅烷硅烷聚酯聚酯环氧环氧聚丙烯聚丙烯KH-580-巯基丙基巯基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷环氧环氧酚醛酚醛PVC聚苯乙烯聚苯乙烯聚胺酯聚胺酯CH2CCH3COO(CH2)3Si(OCH3)3CH2CHSi(OC2H4OCH3)3NHCH2Si(OC2H5)3HS(CH2)3Si(OC2H5)3牌号牌号化学名称化学名称结构式结构式适用范围适用范围国内国内国外国外热

31、固性热固性热塑性热塑性KH-590A-189Z-6060Y-5712-巯基丙巯基丙基三甲氧基三甲氧基硅烷基硅烷大部分大部分都适用都适用聚苯乙烯聚苯乙烯B201二乙烯三二乙烯三胺基丙基胺基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺尼龙尼龙聚碳酸酯聚碳酸酯A-186Y-4086KBM-303-(3,4-环环氧环己基氧环己基)乙基三甲乙基三甲氧基硅烷氧基硅烷环氧环氧聚酯聚酯酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺A-1120Z-6020X-6030BBM-603-(乙二胺乙二胺基基)丙基丙基三甲氧基三甲氧基硅烷硅烷环氧环氧酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺尼龙尼龙聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯HS(CH2)3Si(OCH

32、3)3H2NC2H4NHC2H4NH(CH2)3Si(OC2H5)3CH2CH2Si(OCH3)3ONH2CH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)37.5.3 玻璃纤维表面处理方法玻璃纤维表面处理方法n后处理法后处理法n前处理法前处理法n迁移法。迁移法。1.后处理法后处理法 凡是使用纺织型浸润剂，制得的玻璃纤维及织物，在凡是使用纺织型浸润剂，制得的玻璃纤维及织物，在用于制作玻璃钢之前原则上都采用此法进行表面处理。用于制作玻璃钢之前原则上都采用此法进行表面处理。分两步进行：首先除去玻璃纤维表面的纺织型浸润剂，分两步进行：首先除去玻璃纤维表面的纺织型浸润剂，然后经处理剂溶液浸渍、水洗、烘干等工

33、艺，使玻璃纤维然后经处理剂溶液浸渍、水洗、烘干等工艺，使玻璃纤维表面被覆上一层处理剂。表面被覆上一层处理剂。特点：特点：处理的各道工序都需要专门的设备，初投资较处理的各道工序都需要专门的设备，初投资较大，玻璃纤维强度损失大但处理效果好，比较稳定是大，玻璃纤维强度损失大但处理效果好，比较稳定是目前国内外最常使用的处理方法。目前国内外最常使用的处理方法。2.前处理法前处理法 适当改变浸润剂的配方，使之既能满足拉丝、退适当改变浸润剂的配方，使之既能满足拉丝、退并、纺织各道工序的要求，又不妨碍树脂对玻璃纤维并、纺织各道工序的要求，又不妨碍树脂对玻璃纤维的浸润和粘结。将化学处理剂加入到浸润剂中。的浸润和

34、粘结。将化学处理剂加入到浸润剂中。与后处理法比较优点：省去了复杂的处理工艺及与后处理法比较优点：省去了复杂的处理工艺及设备，使用简便；避免了因热处理造成的玻璃纤维强设备，使用简便；避免了因热处理造成的玻璃纤维强度损失。度损失。缺点：缺点：这种浸润剂一方面要满足拉丝、纺织工序这种浸润剂一方面要满足拉丝、纺织工序的要求，同时又要满足与树脂浸渍、粘结等要求，是的要求，同时又要满足与树脂浸渍、粘结等要求，是一个比较复杂的技术问题，目前尚需进一步研究。一个比较复杂的技术问题，目前尚需进一步研究。3.迁移法迁移法 迁移法是将化学处理剂直接加入到树脂胶液中迁移法是将化学处理剂直接加入到树脂胶液中进行整体渗合

35、，在浸胶的同时将处理剂施于玻璃纤进行整体渗合，在浸胶的同时将处理剂施于玻璃纤维上，借处理剂从树脂胶液至纤维表面的维上，借处理剂从树脂胶液至纤维表面的“迁移迁移”作用而与纤维表面发生作用，从而在树脂固化过程作用而与纤维表面发生作用，从而在树脂固化过程中产生偶联作用。中产生偶联作用。7.6 特种玻璃纤维特种玻璃纤维7.6.1 高强度玻璃纤维高强度玻璃纤维 镁铝硅酸盐玻璃和硼硅酸盐玻璃两个系统。镁铝硅酸盐玻璃和硼硅酸盐玻璃两个系统。镁铝硅酸盐玻璃的主要成分为镁铝硅酸盐玻璃的主要成分为(质量质量)：SiO2：65，Al2O3：25，MgO10。拉丝成型温度需要。拉丝成型温度需要1500度以度以上拉丝工

36、艺特殊，成本也比较高。上拉丝工艺特殊，成本也比较高。实际生产的高强度玻璃纤维实际生产的高强度玻璃纤维(称为称为S玻璃纤维玻璃纤维)是对上是对上述成分略加调整述成分略加调整(引入了引入了6.510的的Na2O和和2.5的的Sb2O3)，以降低玻璃的熔制和拉丝成型温度并加入了以降低玻璃的熔制和拉丝成型温度并加入了36的的CaO，以提高其弹性模量。，以提高其弹性模量。硼硅酸盐高强玻璃纤维的主要成分为硼硅酸盐高强玻璃纤维的主要成分为(质量质量)：SiO2 40%50%，Al2O319%29%，B2O l020，Li2O 0.1%1。硼硅酸盐系统玻璃纤维的强度比硼硅酸盐系统玻璃纤维的强度比E玻璃纤维虽玻

37、璃纤维虽只提高只提高36，但拉丝温度降低，用一般铂金坩埚，但拉丝温度降低，用一般铂金坩埚即可拉丝。即可拉丝。7.6.2 高模量玻璃纤维高模量玻璃纤维 氧化铍具有大幅度提高玻璃纤维弹性模量的效能。高弹氧化铍具有大幅度提高玻璃纤维弹性模量的效能。高弹玻璃纤维分为含铍与不含铍的两种。玻璃纤维分为含铍与不含铍的两种。含铍的高弹玻璃纤维，如美国的含铍的高弹玻璃纤维，如美国的YM3A玻璃玻璃(M玻璃玻璃)氧化铍有剧毒氧化铍有剧毒 在低铝的钙镁硅酸盐系统中加入铬、钍、钽、铌等氧化在低铝的钙镁硅酸盐系统中加入铬、钍、钽、铌等氧化物，也可以提高玻璃的弹性模量。其纤维的弹性模量高达物，也可以提高玻璃的弹性模量。其

38、纤维的弹性模量高达12104MPa，但拉丝成型较困难。，但拉丝成型较困难。SiO2CaOMgOBeOZrO2TiO2Li2OCaOFe2O358.712.79.08.02.07.93.03.00.57.6.3 高硅氧纤维和石英纤维高硅氧纤维和石英纤维 高硅氧纤维的生产：将高钙的硼硅酸盐玻璃纤维用酸处理，高硅氧纤维的生产：将高钙的硼硅酸盐玻璃纤维用酸处理，溶析出可溶性成分，从而制得含溶析出可溶性成分，从而制得含SiO2高达高达9099的纤维。也的纤维。也可用含碱纤维的化学提纯法制得。可用含碱纤维的化学提纯法制得。这种纤维能耐这种纤维能耐1700 以上高以上高温，但纤维强度低，只为无碱玻璃纤维的温

39、，但纤维强度低，只为无碱玻璃纤维的2050。石英纤维的生产：直接用高纯度的石英棒喂送到高温区熔石英纤维的生产：直接用高纯度的石英棒喂送到高温区熔化拉丝。一般在化拉丝。一般在20002100下拉制，下拉制，SiO2含量可达含量可达99以上，以上，可耐可耐1700 以上的高温，强度也比较高，弹性模量与无碱纤维以上的高温，强度也比较高，弹性模量与无碱纤维相当，但纤维较脆，易磨损。石英纤维的直径视拉丝工艺不同相当，但纤维较脆，易磨损。石英纤维的直径视拉丝工艺不同而异，一般在而异，一般在10100m之间。之间。7.6.4 空心玻璃纤维空心玻璃纤维 采用铝硼硅酸盐玻璃成分，用特制坩埚拉制而成的。坩采用铝硼

40、硅酸盐玻璃成分，用特制坩埚拉制而成的。坩埚有埚有50孔与孔与102孔两种。纤维的空心率为孔两种。纤维的空心率为10%65，外径为，外径为1017 m。此种纤维质量轻，介电常数低，但较脆。一般以此种纤维质量轻，介电常数低，但较脆。一般以20股无股无捻粗纱形式使用，主要用于宇航及水下设备中。捻粗纱形式使用，主要用于宇航及水下设备中。作业作业 1.为什么玻璃纤维的拉伸强度比同成分的块状玻璃高？为什么玻璃纤维的拉伸强度比同成分的块状玻璃高？2.影响玻璃纤维强度的因素有哪些？如何影响？解释原因。影响玻璃纤维强度的因素有哪些？如何影响？解释原因。作业作业1.为何玻璃纤维要使用浸润剂？为何玻璃纤维要使用浸润剂？2.玻璃纤维表面处理方法有哪些？各有什么特点。玻璃纤维表面处理方法有哪些？各有什么特点。