無堿玻璃纖維增強(qiáng)紡織型浸潤(rùn)劑的研制與應(yīng)用研究.pdf

1、與普通的增強(qiáng)型玻璃纖維、紡織型玻璃纖維比較，增強(qiáng)紡織型玻璃纖維具有強(qiáng)度高、耐磨性好、與樹脂浸透快、能經(jīng)受較為苛刻的織造條件等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑、紡織型浸潤(rùn)劑生產(chǎn)的玻璃纖維都難以達(dá)到此要求。 紡織型浸潤(rùn)劑用紗織造成的玻纖薄布，因?yàn)椴ＡЮw維表層涂有一層淀粉保護(hù)膜與樹脂基體結(jié)合能力較差，所以須經(jīng)熱清洗去除浸潤(rùn)劑涂層后方能使用。并且該布在連續(xù)熱處理、長(zhǎng)時(shí)間燜爐燜燒后布面強(qiáng)度損失很大，這點(diǎn)雖對(duì)覆銅箔板用玻纖基布不存在問題，但對(duì)承受較

2、大應(yīng)力的結(jié)構(gòu)材料用紗強(qiáng)度損失太大，難于滿足玻纖紗三向織物編織的工藝要求。并且淀粉型生產(chǎn)、加工工藝復(fù)雜，玻纖紗退解織造時(shí)浸潤(rùn)劑膜易散落、飛揚(yáng)，有礙于衛(wèi)生和健康。淀粉型玻璃纖維浸潤(rùn)劑的配制是一個(gè)復(fù)雜的過程：在織造過程中通常淀粉型浸潤(rùn)劑生產(chǎn)的玻纖紗需要整經(jīng)、上漿、織布、退漿(熱清洗)、表面處理等多道工序，而增強(qiáng)型紗只需要整經(jīng)、織布等過程。僅織造過程使用增強(qiáng)型紗比使用紡織型紗就要節(jié)省近2000元/噸。但是普通的增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑生產(chǎn)的玻璃纖維雖然能滿

3、足與樹脂良好的結(jié)合性能，但經(jīng)受不起苛刻的織造條件。 通過對(duì)紡織型浸潤(rùn)劑、增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑的各組分及其生產(chǎn)的玻璃纖維性能的深入研究，總結(jié)出各種浸潤(rùn)劑原料的性能特點(diǎn)、使用方法，利用現(xiàn)代的科技手段，對(duì)多種浸潤(rùn)劑原料進(jìn)行合理利用，使其配制成的浸潤(rùn)劑生產(chǎn)的產(chǎn)品綜合了增強(qiáng)型紗及紡織型紗的優(yōu)點(diǎn)，故此類玻璃纖維被稱為增強(qiáng)紡織型紗，用于生產(chǎn)此類紗的浸潤(rùn)劑被稱為增強(qiáng)紡織型浸潤(rùn)劑。 通過對(duì)浸潤(rùn)過程表面能力的分析，我們對(duì)浸潤(rùn)劑的研制得出了一個(gè)重要而

4、有指導(dǎo)意義的結(jié)論就是：盡管在制造FRP過程中，粘稠的液體樹脂能在玻璃纖維表面充分地鋪展開來，達(dá)到良好的浸潤(rùn)，可以認(rèn)為這種玻璃纖維穿透性好，但要達(dá)到完全浸透階段，還需要成膜劑樹脂在基體樹脂溶解、交融的過程，纖維浸透的先決條件是液體樹脂的完全浸潤(rùn)。 通過對(duì)增強(qiáng)紡織型浸潤(rùn)劑配方的研發(fā)，我們了解到在開發(fā)一種浸潤(rùn)劑配方的時(shí)候，首先要考慮到的是要選擇與樹脂基體相容性好或者能與基體樹脂發(fā)生反應(yīng)的成膜劑種類，其次在考慮生產(chǎn)的玻璃纖維需要滿足哪些

5、后期加工性能，再根據(jù)此要求在已經(jīng)選定成膜劑種類中選擇合適的分子量、分子結(jié)構(gòu)的成膜劑；再之，偶聯(lián)劑是決定FRP性能的關(guān)鍵，所以對(duì)偶聯(lián)劑選擇是首先注意其有機(jī)官能團(tuán)與增強(qiáng)基體的匹配性；其次在硅烷偶聯(lián)劑一定要在適宜的pH值環(huán)境中水解，并且由于水解后的偶聯(lián)劑的不穩(wěn)定性，必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)使用；最后，因?yàn)橛糜谠鰪?qiáng)的浸潤(rùn)劑中除了偶聯(lián)劑外，其它組分對(duì)樹脂與纖維之間的結(jié)合都存在不利影響：表面活性劑會(huì)阻礙偶聯(lián)劑吸附于纖維表面或降低偶聯(lián)劑效果；成膜劑聚合物在

6、玻纖表面形成的大分子層與基體樹脂的粘結(jié)性低于樹脂與玻纖本身直接接觸的粘結(jié)性；無論各組分有無活性，浸潤(rùn)劑膜在玻璃鋼成型過程中均不同程度地影響基體樹脂固化性能。因此，在可以滿足玻璃纖維生產(chǎn)、加工的條件下應(yīng)盡量少地使用偶聯(lián)劑外的組分。 目前增強(qiáng)紡織型紗幾乎全部需要進(jìn)口，其中浸潤(rùn)劑是制約我國(guó)發(fā)展增強(qiáng)紡織型紗制品的瓶頸，而此類浸潤(rùn)劑配方卻牢牢地掌握在國(guó)外少數(shù)幾家公司手中。當(dāng)前進(jìn)口一噸增強(qiáng)紡織玻璃纖維約需要15000元人民幣，據(jù)專家估計(jì)20

7、05年國(guó)內(nèi)需求量大概為3萬噸。如果國(guó)內(nèi)用自主開發(fā)的浸潤(rùn)劑生產(chǎn)此類纖維價(jià)格一般會(huì)控制在13000元/噸。僅此一項(xiàng)就可以為國(guó)家節(jié)省4.5億元外匯開支，為增強(qiáng)紡織型紗的使用廠家節(jié)約6000萬元的成本。 無堿玻璃纖維增強(qiáng)紡織型紗有著廣闊的市場(chǎng)前景，它的開發(fā)成功填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，替代了同類型進(jìn)口產(chǎn)品，可以增加本公司的出口創(chuàng)匯能力，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也使國(guó)內(nèi)此類產(chǎn)品的加工企業(yè)增強(qiáng)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)我國(guó)玻纖行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和新產(chǎn)品的開