《玻璃纤维》课件.pptx

1、玻璃纤维PPT课件 本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！本课件本课件PPT仅供大家学习使用仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！学习完请自行删除，谢谢！增强材料：在复合材料中，能提高基体材料机械强度、弹性模量等力学性能的材料。增强材料不仅能提高复合材料的强度和弹性模量，而且能降低收缩率，提高热变形温度，并在热、电、磁等方面赋予复合

2、材料新的性能增强材料种类物理形态：纤维状、片状、颗粒状增强材料等玻璃纤维、碳纤维与石墨纤维、硼纤维、芳纶纤维等34 如，植物纤维棉花、麻类；动物纤维丝、毛；矿物纤维石棉。天然纤维 强度较低，现代复合材料的增强材料 用合成纤维。5在复合材料中起，是主要。不仅能使材料显示出和，而且能，提高和等。6复合材料的性能在很大程度上取决于纤维的性能、含量及使用状态。如聚苯乙烯塑料，参加玻璃纤维后，拉伸强度可从600 MPa提高到1000 MPa，弹性模量可从3000 MPa提高到8000 MPa，其热变形温度可从85提高到105，使-40 以下的冲击强度可提高10倍。7 玻璃纤维及其制品本节主要内容 7.1

3、 概述 7.1.1 玻璃纤维的开展状况 7.1.2 玻璃纤维的分类 7.2 玻璃纤维的构造与组成 7.2.1 玻璃纤维的物态 7.2.2 玻璃纤维的构造 7.2.3 玻璃纤维的化学组成 7.3 玻璃纤维的性能 7.3.1 玻璃纤维的物理性能 7.3.2 玻璃纤维的物理性能 7.4 玻璃纤维及其制品 7.4.1 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是一种以脆闻名的物质。有趣的是，玻璃一旦经加热，被拉制成比头发还要细得多的玻璃纤维之后，它就变得像合成纤维那样柔软，而坚韧的程度甚至超过了同样粗细的不锈钢丝！玻璃纤维有啥用处呢？玻璃绳 玻璃布 绝缘材料 玻璃纤维复合材料

4、玻璃棉 纤维内窥镜 光导纤维 用于内窥镜的照明、冷光传导单丝直径35微米,通光口径1-30 mm,保护层为不锈钢金属软管+硅胶管 透光率高，柔软性好 u纤维光缆的构造和单个的纤维。注意光缆的横切面至少30被低折射指数的金属包层和非传导性填充材料所占据。工业内窥镜玻璃纤维是复合材料中使用量最大的一种增强材料。7.1.1 玻璃纤维的开展状况国外玻璃纤维特点：1.技术上先进，普遍采用池窑拉丝技术，开展多排多孔拉丝工艺 2.直径越来越粗，纤维直径为1424m，甚至到达27m 3.大量生产无碱玻纤，无纺织玻璃纤维织物4.无捻粗纱的短切纤维毡片所占比例增加，偶联剂的品种不断增加5.重视纤维树脂界面的研究，

5、玻璃纤维的前处理受到普遍重视国内玻璃纤维特点：较国外起步较晚，中碱玻璃纤维仍然占大多数，正向粗纤维方向开展，池窑拉丝工艺正在推广，新型偶联剂不断出现，改善了纤维树脂界面，重视纤维-树脂界面的研究。7.1.2 玻璃纤维的分类 玻璃纤维的分类方法很多，一般可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观及纤维特性等方面进展分类。(1)以玻璃原料成分分类 这种分类方法主要用于连续玻璃纤维的分类。一般以不同的含碱量来区分：无碱玻璃纤维(通称E玻璃)：国内目前规定碱金属氧化物含量不大于0.5，国外一般为1左右；中碱玻璃纤维：碱金属氧化物含量为11.512.5；特种玻璃纤维：如由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维；镁铝硅

6、系高强、高弹玻璃纤维；硅铝钙镁系耐化学介质腐蚀玻璃纤维；含铅纤维；高硅氧纤维；石英纤维等。(2)以单丝直径分类 玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分成几种：粗纤维：30m；初级纤维：20m中级纤维：10m20m；高级纤维：3m10m(亦称纺织纤维)；超细纤维：单丝直径小于4m。单丝直径的不同，不仅纤维的性能有差异，而且影响到纤维的生产工艺、产量和本钱。一般5m10m纤维作为纺织制品用；10m14m的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。(3)以纤维外观分类 有连续纤维，其中有无捻粗纱及有捻粗纱(用于纺织)；短切纤维；空心玻璃纤维；玻璃粉及磨细纤维等。(4)以纤维特性分类 以纤

7、维本身具有的性能可分为：高强玻璃纤维；高模量玻璃纤维；耐高温玻璃纤维；耐碱玻璃纤维；耐酸玻璃纤维；普通玻璃纤维(指无碱及中碱玻璃纤维)。无捻粗纱短切纤维玻璃粉7.2 玻璃纤维的构造与组成7.2.1 玻璃纤维的物态玻璃纤维是纤维状的玻璃。玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体。定义：由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机械性能的无定形物体，各向同性的均质材料。特点：没有固定的熔点7.2.2 玻璃纤维的构造微晶构造假说：玻璃是由硅酸块或二氧化硅的“微晶子组成，在“微晶子之间由硅酸块过冷溶液所填充。网络构造假说 玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相互连成不规那么三维网络，网络间的空隙由Na

8、、K、Ca、Mg等阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状构造是决定玻璃性能的根底，填充的Na、Ca等阳离子称为网络改性物。玻璃纤维构造示意图 7.2.3 玻璃纤维的化学组成 玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅(SiO2)、三氧化二硼(B2O3)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3)等 以二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃；以三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它可以降低玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃溶液中的气泡容易排除，它主要通过破坏玻璃骨架，使构造疏松，从而到达助溶的目的。氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度、电绝缘性和化学稳定性会相应的降低!参加氧化钙、

9、三氧化二铝能在一定条件下构成玻璃网络的一局部，改善玻璃的某些性质和工艺性。玻璃纤维化学成分的制定一方面要满足玻璃纤维物理和化学性能的要求，具有良好的化学稳定性；另一方面要满足制造工艺的要求，如适宜的成型温度、硬化速度及粘度范围。玻璃玻璃纤维纤维种类种类国内外常用玻璃纤维的成分国内外常用玻璃纤维的成分SiO2Al2O3CaOMgOZrO2B2O3Na2OK2O无碱无碱1#54.10.715.00.516.50.54.5 0.59.0 0.50.5无碱无碱2#54.50.713.80.516.20.54.0 0.59.0 0.52.0无碱无碱5#67.50.76.6 0.59.5 0.54.2 0

10、.511.5 0.50.5中碱中碱B1766.84.78.54.2312E53.516.317.34.4803C65.0414368S64.325.010.30.3G-2071.01.016.02.49A72.00.6102.514.2E无碱玻璃纤维；C耐酸；S高强；G-20抗碱；A普通有碱7.3 玻璃纤维的性能7.3.1 玻璃纤维的物理性能1.外观和密度 玻璃纤维呈外表光滑的圆柱体，外表光滑，纤维之间的抱合力非常小，不利于和树脂粘结。玻璃纤维彼此相靠近时，空隙填充得较为密实，有利于提高玻璃钢制品的玻璃含量。纤维纤维名称名称羊毛羊毛蚕丝蚕丝棉花棉花人造丝人造丝尼龙尼龙碳纤维碳纤维玻璃纤维玻璃纤

11、维无碱无碱有碱有碱密度密度g/cm31.281.331.301.451.501.601.50 1.601.141.42.62.72.4 2.6 玻璃钢使用的玻璃纤维直径5m20m，其密度较有机纤维大很多，但比一般金属密度要低。2.力学性能(1)拉伸强度玻璃纤维的拉伸强度比同成分的块状玻璃高几十倍例：块状有碱玻璃纤维的拉伸强度：40MPa100MPa 玻璃纤维强度：2000MPa几种纤维材料和金属材料的强度羊毛羊毛亚麻亚麻棉花棉花生丝生丝尼龙尼龙高强合高强合金钢金钢铝合铝合金金玻璃玻璃玻璃玻璃纤维纤维纤维纤维直径直径(m)1516 5010 2018块状块状块状块状块状块状块状块状58拉伸拉伸强

12、度强度(MPa)100300350300700440300600160040 46020 12010003000微裂纹假说：玻璃的理论强度很高，可达2000 12000 MPa，但实测强度很低：在玻璃或玻璃纤维中存在着数量不等、尺寸不同的微裂纹，大大降低了强度。微裂纹分布在玻璃或玻璃纤维的整个体积内，但以外表的微裂纹危害最大。由于微裂纹的存在，使玻璃在外力作用下受力不均，微裂纹处产生应力集中，从而使强度下降。玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的不均一性，使微裂纹产生的时机减少；玻璃纤维的断面较小，使微裂纹存在的几率也减少，从而使玻璃纤维强度增高。分子取向假说：在玻璃纤维成型过程中，由于拉丝机的牵

13、引作用，使玻璃纤维分子产生定向排列，从而提高了玻璃纤维强度。影响玻璃纤维强度的因素：纤维直径和长度对拉伸强度的影响直径越细，拉伸强度越高随着纤维长度的增加，拉伸强度显著下降 直径直径(m)性能性能457911拉伸强度拉伸强度(MPa)3000 38002400 29001750 21501250170010501250玻璃纤维长度玻璃纤维长度(mm)纤维直径纤维直径(m)平均拉伸强度平均拉伸强度(MPa)51315002012.512109012.7360156013720含碱量越高，强度越低。无碱玻璃纤维比有碱玻璃纤维的拉伸强度高20%。玻璃纤维玻璃纤维纤维直径纤维直径(m)拉伸强度拉伸强度

14、(MPa)无碱无碱5.012000有碱有碱4.701600 无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、构造键能大;氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它主要通过破坏玻璃骨架，使构造疏松，从而到达助溶的目的。氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度会相应的降低 化学组成对拉伸强度的影响 存放时间对强度的影响 玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低纤维的老化。原因：空气中的水分和氧气对纤维侵蚀 施加负荷时间对强度的影响 玻璃纤维强度随着施加负荷时间的增长而降低，环境湿度较高时，尤其明显 原因：吸附在微裂纹中的水分，在外力作用下，使微裂纹扩展速度加速。(2)玻璃纤维的弹性玻璃纤维的延伸率：纤维在外力作用下

15、直至拉断时的伸长百分率玻璃纤维的弹性模量：在弹性范围内应力和应变关系的比例常数影响玻璃纤维的弹性模量的主要因素：化学组成参加BeO、MgO能提高玻璃纤维的弹性模量纤维种类纤维种类弹性模量弹性模量(MPa)延伸率延伸率(%)无碱纤维无碱纤维(E)720003.0有碱纤维有碱纤维(A)660002.7棉纤维棉纤维10000120007.8羊毛纤维羊毛纤维60002535亚麻纤维亚麻纤维300005000023芳纶纤维芳纶纤维30002025高合金钢高合金钢160000铝合金铝合金4200046000(3)玻璃纤维的耐磨性和耐折性 玻璃纤维的耐磨性和耐折性能很差，尤其在潮湿环境下玻璃纤维外表吸附水分

16、后能加速微裂纹的扩展 改进玻璃纤维的柔性措施：外表处理 0.2%阳离子活性剂水溶液处理3.玻璃纤维的热性能(1)玻璃纤维的导热性玻璃导热系数：0.7W/(mK)1.3W/(mK)玻璃纤维导热系数：0.034W/(mK)原因：纤维间的空隙较大，容积密度较小，空气导热系数低物质物质种类种类容积密度容积密度(kg/m3)导热系数导热系数W/(mK)物质物质种类种类容积密度容积密度(kg/m3)导热系数导热系数W/(mK)羊毛羊毛800.0340.046玻璃纤维玻璃纤维800.034蚕丝蚕丝1000.0460.052玻璃玻璃0.71.3亚麻亚麻1300.0460.053空气空气0.0246原棉原棉81

17、0.0580.062水水0.60(2)玻璃纤维的耐热性 玻璃纤维的耐热性较高，软化点为550580，热膨胀系数为4.810-6；200 250以下，玻璃纤维强度不变7.3.2 玻璃纤维的化学性能化学成分对玻璃纤维化学稳定性的影响：玻璃纤维除氢氟酸(HF)、浓碱(NaOH)、浓磷酸外，对所有化学药品和有机溶剂有很好的化学稳定性。无碱与中碱玻璃纤维性能比照种类种类耐酸耐酸性性耐水耐水性性机械机械强度强度防老防老化性化性电绝电绝缘性缘性成本成本浸润剂浸润剂 适用条适用条件件无碱无碱一般一般好好高高较好较好好好较高较高树脂易树脂易渗透渗透强度高强度高的场合的场合中碱中碱好好差差较低较低较差较差低低低低

18、树脂渗树脂渗透性差透性差强度低强度低的场合的场合中碱玻璃纤维耐酸性好 酸与玻璃纤维外表的金属氧化物作用，金属氧化物(Na2O、K2O)离析、溶解；酸与玻璃纤维中硅酸盐作用生成硅酸，硅酸迅速聚合并凝成胶体，在玻璃外表形成一层极薄的氧化硅保护膜，实践证明Na2O、K2O有利于这层保护膜的形成。无碱玻璃纤维耐水性好 水与玻璃纤维作用，首先是侵蚀玻璃纤维外表的碱金属氧化物，水呈现碱性，随着时间增加，玻璃纤维与碱液继续作用，直至使二氧化硅骨架破坏。玻璃纤维的化学稳定性主要取决于其成分中的二氧化硅及碱金属氧化物的含量。二氧化硅含量多能提高玻璃纤维的化学稳定性；碱金属氧化物会使化学稳定性降低。7.4 玻璃纤

19、维及其制品7.4.1.1 玻璃纤维的生产工艺 坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝(1)坩埚法拉丝工艺 生产工艺由制球和拉丝两局部组成整个拉丝过程中加球和拉丝温度控制是由自动控制装置来完成的 7.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺1加料孔；2铂针；3坩埚；4电极板；5玻璃液；6漏板；7玻璃纤维单丝；8集束轮；9玻璃纤维原纱；10拉丝卷筒(2)池窑漏板法拉丝工艺 池窑拉丝是连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。池窑拉丝是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。池窑拉丝与坩埚拉丝相比较，具有如下优点：1.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10块到上百块漏板，熔量大，

20、生产能力高；3.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；5.生产的废纱便于回炉。池窑拉丝是国际上普遍采用的玻璃纤维生产新工艺，该技术特点是，采用重油或燃气加热单元窑，粉料直接熔化成玻璃，经燃气加热的成型通路，由多台数十到上百台漏板同时拉制各种规格的玻璃纤维原丝。具有生产规模大、效率高、能耗低、产品质量好等优点，能适应800至4000孔大漏板拉丝成型的要求，是生产高质量、低本钱玻璃纤维材料的最正确方法。7.4.1.2 玻璃纤维制品的生产工艺生产玻璃纤维制品的主要设备是纺纱机和织布机 1电熔池窑炉；2漏板；3加浸润剂；4机械装置；5喷射粘接剂；6金属网带；7固化装置；8卷筒连续玻璃

21、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、络纱制成 有捻纱那么多用纺织型浸润剂，原纱经过退绕、加捻、并股、络纱而制成。由于生产玻璃纤维纱的纤维直径、支数及股数不同，使无捻纱和有捻纱的规格有许多种。纤维支数有两种表示方法：(1)定质量法 用质量为1g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m100m100例如：40支纱，就是指质量为1g的原纱长40m。(2)定长法 目前国际上统一使用的方法，通称“TEX(公制号数)。1000m长的原纱的克质量。例如：4“TEX就是指1000

22、m原纱质量为4g。捻度 单位长度内纤维与纤维之间所加的转数，以捻m为单位 Z捻(左捻)，顺时针方向加捻；S捻(右捻)，逆时针方向加捻。通过加捻可提高纤维的抱合力，改善单纤维的受力状况，有利于纺织工序的进展。捻度过大不易被树脂浸透。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压容器及管道等，同时也用于拉挤成型、喷射成型等工艺中。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？2.影响玻璃纤维强度的因素有哪些？如何影响？解释原因。玻璃纤维及玻璃纤维制品1、无捻粗纱 无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成。无捻粗纱是加工方格布、网格布的根本原料，是玻璃钢基

23、材最根本的原材料。喷射用无捻粗纱，缠绕型无捻粗纱，拉挤用无捻粗纱及织造用无捻粗纱等，用途十分广泛。种类2、无碱布 无碱布是用无碱玻纤纱织造而成，具有优异的电气绝缘性、力学性能、耐热性及抗吸湿性。主要用于生产各种电绝缘层压板、印刷线路板、各种车辆车体、贮罐、船艇、模具等 无碱布还适合用作玻璃漆布，玻璃布层压制品与覆铜箔层压的基材，以及玻璃云母制品等的补强材料。3、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。4、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(FRP)产品领域。5、玻璃纤

24、维耐碱网布 玻璃纤维耐碱网布是以中碱或无碱玻璃纤维织物为根底，经耐碱涂层处理而成。该产品强度高、粘结性好、服帖性、定位性极佳，广泛应用于墙体增强，外墙保温，屋面防水等方面，还可应用于水泥、塑料、沥青、大理石、马赛克等墙体材料的增强，是建筑行业理想的工程材料。6、膨体纱与膨体布 膨体纱由玻璃纤维纱经过高压空气装置，特殊膨化而成，该产品兼有连续长纤维的高强度，又有短切纤维的蓬松性，具有耐高温、耐腐蚀、高过滤效果、高强度等特点，被广泛应用于过滤布、装饰布、绝缘织物等，是石棉制品理想的替代材料，在环保工业方面应用广泛。膨体布是由膨体纱制造而成，具有透气性好，容尘量大、过滤效率高等特点。主要用于钢铁、水

25、泥、发电等行业的高温袋过滤器；包装材料；装饰材料等。7、拉挤纱 具有良好的耐磨性、柔软成性好、纤维光滑毛纱少、与苯乙烯有极好的相溶性，浸透速度非常快。通过拉挤成型与聚酯或环氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。挤拉纱产品特性：品名品名产品产品代号代号浸润剂类浸润剂类型型含水率含水率选用选用树脂树脂卷装量卷装量(Kg)无碱拉挤无碱拉挤纱纱ERL-1200硅烷类硅烷类0.18聚酯或环聚酯或环氧氧200.5无碱拉挤无碱拉挤纱纱ERL-2400硅烷类硅烷类0.18聚酯或环聚酯或环氧氧200.5中碱拉挤中碱拉挤纱纱CRL-1200硅烷类硅烷类0.2聚酯或环聚酯或环氧氧200.5中碱拉挤中碱拉挤纱纱CRL-24

26、00硅烷类硅烷类0.2聚酯或环聚酯或环氧氧200.58、缠绕纱 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。制成的玻璃钢耐水性好。通过管道缠绕成型与聚酯或环氧树脂结合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 具有较好的短切性能、无静电

27、、与苯乙烯有良好的相溶性、浸透速度较快。通过连续喷射法与聚酯或环氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。10、玻璃纤维套管 玻璃纤维套管是由无碱纱编织而成，用于电视、仪表、无线电、电视机、电扇及其他家用电器上。应用玻璃纤维套管的电线和电缆能提供良好的性能和可靠的绝缘。11、短切毡 把玻璃纤维短切成约50mm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(FRP)及玻纤层压板材上。12、连续原丝毡 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。该技术以玻璃纤维原丝为原料，经机械铺叠制成

28、高强度无纺毡，产品规格为225900克/平方米13、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。14、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，也是玻璃钢(FRP)用基材。7.5 玻璃纤维的外表处理单丝处理(浸润剂)纤维织物的外表处理(中间粘合剂)7.5.1 浸润剂 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在玻璃纤维外表上。浸润剂可分为纺织型浸润剂和增强型浸润剂。1.浸润剂的作用 玻璃纤维突出的弱点：较脆而且不耐磨，纤维之间的摩擦

29、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空气中水蒸汽的侵蚀，使其强度下降。浸润剂的作用：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。2.浸润剂的种类 (1)纺织型浸润剂 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时，事先必须对纤维和织物进展外表处理。因为浸润剂中含石蜡和油剂，影响与树脂的粘结。纺织型浸润剂淀粉浸润剂石蜡乳剂淀粉为主要的成膜剂优点：费用低、成膜性好、易除掉主要成分：石蜡、凡士林、硬脂酸、变压器油等优点：润滑性、集束 性好(2)增强型浸润剂 由中间粘合剂、润滑剂、乳化剂等

30、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外表。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何种浸润剂。7.5.2 玻璃纤维外表处理剂1.外表处理的意义 外表处理：在玻璃纤维外表被覆一种叫做外表处理剂的特殊物质，使玻璃纤维与合成树脂结实地粘结在一起，以到达提高玻璃钢性能的目的。外表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结实地连接在一起。事实证明，玻璃纤维及织物经过适当的外表处理后，不仅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

31、强度，特别是湿态下的强度提高有显著的效果。无论是自然老化还是人工加速老化试验，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，且有更高的强度保存值。处理剂对聚酯玻璃钢人工气候老化强度的影响1沃兰处理；2-A-151处理；3A-172处理；4未处理处理剂对聚酯玻璃钢自然曝晒后强度的影响1沃兰处理；2-A-151处理；3A-172处理；4未处理 处理剂对玻璃钢海水浸泡后强度也有明显的影响。玻璃钢经处理的比末处理的原始强度只提高0.5倍左右，而经海水浸泡1年后强度保存率却高1倍以上。其中以沃兰处理的效果更好，在经1-3年的浸泡后，竞比未处理的高近2倍或更多。处理剂对

32、聚酯玻璃钢海水浸泡后强度的影响1沃兰处理；2-A-151处理；3A-172处理；4未处理处理剂对玻璃钢的耐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，通过观察外表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，特别是经KH550前处理的效果更为明显。外表处理剂不但能改善玻璃纤维及织物的性能，而且在玻璃钢中还有它的独特作用。它既能与玻璃相连，又能与树脂作用；既保护了玻璃纤维外表，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，使玻璃钢这种复合材料的多种材料间能形成一个结实的整体。同时，使

33、用外表化学处理剂的玻璃钢比未使用处理剂的，其长期耐候性、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；耐热性和电性能也有很大改善。解释玻璃/树脂界面的理论：偶联理论、化学处理膜理论、物理吸附理论等，各种理论均存在一些不尽完善之处。偶联理论 偶联剂是一种高分子化合物，这种化合物一般都含有两局部性质不同的基团。一种官能团能很好与玻璃纤维外表结合；另一种官能团能很好与合成树脂结合(产生共聚)。通过外表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，把外表处理剂叫“架桥剂，也叫“偶联剂。这种中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。3.玻璃纤维外表处理剂的种类 有机铬、有机硅和

34、钛酸酯 有机铬处理剂中最有名的属“沃兰(Vo1an)，它的化学名称叫做甲基丙烯酸氯化铬络合物物。有机硅处理剂：构造通式为RnSiX4-n。R是有机基团，含有能与合成树脂作用形成化学键的活性基团。如；不饱和双键、环氧基团、氨基-NH2、巯基-SH等。X是易于水解的基团，水解后能与玻璃作用。n 为1、2或3，绝大多数为1CHCH2CHCH2OCHCOOCrCl2OHCrCl2CH3CH3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

35、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聚聚碳酸酯碳酸酯尼龙尼龙聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯KH-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)3OCH2CHC

36、H2O(CH2)3Si(OCH3)3常用玻璃纤维外表处理剂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

37、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

38、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(OCH3)3H2NC2H4NHC2H4NH(CH2)3Si(OC2H5)3CH2CH2Si(OCH3)3ONH2CH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)37.5.3 玻璃纤维外表处理方法后处理法、前处理法和迁移法。1.后处理法 但凡使用纺织型浸润剂，制得的玻璃纤维及织物，在用于制作玻璃钢之前原那么上都采用此法进展外表处理。分两步进展：首

39、先除去玻璃纤维外表的纺织型浸润剂，然后经处理剂溶液浸渍、水洗、烘干等工艺，使玻璃纤维外表被覆上一层处理剂。特点：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，比较稳定是目前国内外最常使用的处理方法。2.前处理法 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，又不阻碍树脂对玻璃纤维的浸润和粘结。将化学处理剂参加到浸润剂中。与后处理法比较优点：省去了复杂的处理工艺及设备，使用简便；防止了因热处理造成的玻璃纤维强度损失。缺点：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，是一个比较复杂的技术问题，目前尚需进一步研究。

40、3.迁移法 迁移法是将化学处理剂直接参加到树脂胶液中进展整体渗合，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外表的“迁移作用而与纤维外表发生作用，从而在树脂固化过程中产生偶联作用。7.6 特种玻璃纤维7.6.1 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。镁铝硅酸盐玻璃的主要成分为(质量)：SiO2：65，Al2O3：25，MgO10。拉丝成型温度需要1500度以上拉丝工艺特殊，本钱也比较高。实际生产的高强度玻璃纤维(称为S玻璃纤维)是对上述成分略加调整(引入了6.5一10的Na2O和2.5的Sb2O3)，以降低玻璃的熔制和拉丝成型温度并参加了36的CaO，以提高其

41、弹性横量。硼硅酸盐高强玻璃纤维的主要成分为(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E玻璃纤维虽只提高36，但拉丝温度降低，用一般铂金坩埚即可拉丝。7.6.2 高模量玻璃纤维氧化铍具有大幅度提高玻璃纤维弹性横量的效能。高弹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YM3A玻璃(M玻璃)SiO2CaOMgOBeOZrO2TiO2Li2OCaOFe2O358.712.79.08.02.07.93.03.00.5 氧化铍有剧毒 在低铝的钙镁硅酸盐系统中参加铬、钍、钽、铌等氧化物，也可以提高玻璃的弹性

42、模量。其纤维的弹性模量高达12104MPa，但拉丝成型较困难。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SiO2高达9099的纤维。也可用含碱纤维的化学提纯法制得。这种纤维能耐1700 以上高温，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化拉丝。一般在20002100下拉制SiO2含量可达99以上，可耐1700 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而异，一般在10100m之间。7.6.3 高硅氧纤维和石英纤维 采用铝硼硅酸盐玻璃成分，用特制坩埚拉制而成的。坩埚有50孔与102孔两种。纤维的空心率为10%65，外径为1017 m。此种纤维质量轻，介电常数低，但较脆。一般以20股无捻粗纱形式使用，主要用于宇航及水下设备中。7.6.4 空心玻璃纤维作 业1.为何玻璃纤维要使用浸润剂？2.玻璃纤维外表处理方法有哪些？各有什么特点。