玻璃纖維的表面處理

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1、教師：玻璃纖維的表面處理玻璃纖維的表面處理單絲處理(浸潤(rùn)劑)纖維織物的表面處理(中間粘合劑)1浸潤(rùn)劑在拉絲工藝中，當(dāng)玻璃液從漏板拉出單絲以后，要經(jīng)過浸潤(rùn)槽把浸潤(rùn)劑涂敷在玻璃纖維表面上。浸潤(rùn)劑可分為紡織型浸潤(rùn)劑和增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑。（一）浸潤(rùn)劑的作用玻璃纖維突出的弱點(diǎn)：較脆而且不耐磨，纖維之間的摩擦系數(shù)大。在拉絲和紡織過程中，纖維就難免出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，而且剛拉出的纖維容易受到空氣中水蒸汽的侵蝕，使其強(qiáng)度下降。浸潤(rùn)劑的作用：使多根單絲集中成股，增加原紗的耐磨性和提高拉伸強(qiáng)度；保護(hù)纖維免受大氣和水分的侵蝕作用。2.浸潤(rùn)劑的種類(1)紡織型浸潤(rùn)劑主要

2、是滿足紡織工序的要求。使用該類浸潤(rùn)劑的玻璃纖維和織物作為玻璃鋼的增強(qiáng)材科時(shí)，事先必須對(duì)纖維和織物進(jìn)行表面處理。因?yàn)榻?rùn)劑中含石蠟和油劑，影響與樹脂的粘結(jié)。紡織型浸潤(rùn)劑淀粉浸潤(rùn)劑石蠟乳劑淀粉為主要的成膜劑優(yōu)點(diǎn)：費(fèi)用低、成膜性好、易除掉主要成分：石蠟、凡士林、硬脂酸、變壓器油等優(yōu)點(diǎn)：潤(rùn)滑性、集束性好(2)增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑由中間粘合劑、潤(rùn)滑劑、乳化劑等組分，配成拉絲用的浸潤(rùn)劑，在拉絲過程中直接被覆于玻璃纖維表面。增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑在一定程度上能滿足拉絲工藝要求，而且對(duì)纖維與樹脂粘結(jié)影響不大。因此，在玻璃鋼成型時(shí)不必除去，可直接使用。在選用玻璃纖維及其

3、織物時(shí)。必須根據(jù)樹脂類型考慮采用何種浸潤(rùn)劑。1.表面處理的意義表面處理：在玻璃纖維表面被覆一種叫做表面處理劑的特殊物質(zhì)，使玻璃纖維與合成樹脂牢固地粘結(jié)在一起，以達(dá)到提高玻璃鋼性能的目的。表面處理劑處于玻璃纖維與合成樹脂之間而使這兩種性質(zhì)不同的材料牢固地連接在一起。事實(shí)證明，玻璃纖維及織物經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗螅粌H改進(jìn)了玻璃纖維的耐磨、防水、電磁絕緣等性能，而且對(duì)玻璃鋼的強(qiáng)度，特別是濕態(tài)下的強(qiáng)度提高有顯著的效果。無論是自然老化還是人工加速老化試驗(yàn)，玻璃纖維未經(jīng)處理劑處理而制作的玻璃鋼，因老化而強(qiáng)度下降嚴(yán)重；經(jīng)處理的強(qiáng)度下降緩慢，且有更高

4、的強(qiáng)度保留值。處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼人工氣候老化強(qiáng)度的影響1—沃蘭處理；2-A-151處理；3—A-172處理；4—未處理處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼自然曝曬后強(qiáng)度的影響1—沃蘭處理；2-A-151處理；3—A-172處理；4—未處理處理劑對(duì)玻璃鋼海水浸泡后強(qiáng)度也有明顯的影響。玻璃鋼經(jīng)處理的比末處理的原始強(qiáng)度只提高0.5倍左右，而經(jīng)海水浸泡1年后強(qiáng)度保留率卻高1倍以上。其中以沃蘭處理的效果更好，在經(jīng)1-3年的浸泡后，競(jìng)比未處理的高近2倍或更多。處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼海水浸泡后強(qiáng)度的影響1—沃蘭處理；2-A-151處理；3—A-172處理；4—未處理處理

5、劑對(duì)玻璃鋼的耐化學(xué)腐蝕性能的影響也很大。如將玻璃鋼試樣浸在酸堿液中，通過觀察表面樹脂脫落布紋顯露的情況證明，未經(jīng)處理的樹脂脫落嚴(yán)重，凡經(jīng)過處理的效果均好，特別是經(jīng)KH—550前處理的效果更為明顯。表面處理劑不但能改善玻璃纖維及織物的性能，而且在玻璃鋼中還有它的獨(dú)特作用。它既能與玻璃相連，又能與樹脂作用；既保護(hù)了玻璃纖維表面，又大大地增強(qiáng)了玻璃與樹脂界面的粘結(jié)，防止水分或其他有害介質(zhì)的侵入，減少或消除界面的弱點(diǎn)，改善了界面狀態(tài)，有效地傳遞了應(yīng)力，使玻璃鋼這種復(fù)合材料的多種材料間能形成一個(gè)牢固的整體。同時(shí)，使用表面化學(xué)處理劑的玻璃鋼比未使

6、用處理劑的，其長(zhǎng)期耐候性、耐水性、耐化學(xué)腐蝕性能均有大幅度改善；機(jī)械強(qiáng)度有成倍的提高；耐熱性和電性能也有很大改善。（二）界面理論解釋玻璃/樹脂界面的理論：偶聯(lián)理論、化學(xué)處理膜理論、物理吸附理論等，各種理論均存在一些不盡完善之處。偶聯(lián)理論偶聯(lián)劑是一種高分子化合物，這種化合物一般都含有兩部分性質(zhì)不同的基團(tuán)。一種官能團(tuán)能很好與玻璃纖維表面結(jié)合；另一種官能團(tuán)能很好與合成樹脂結(jié)合(產(chǎn)生共聚)。通過表面處理劑把兩種性能截然不同的物質(zhì)聯(lián)合起來，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。因此，把表面處理劑叫“架橋劑”，也叫“偶聯(lián)劑”。這種中間連接作用叫架橋作用或偶聯(lián)作用。

7、（三）玻璃纖維表面處理劑的種類有機(jī)鉻、有機(jī)硅和鈦酸酯有機(jī)鉻處理劑中最有名的屬“沃蘭(Vo1an)”，它的化學(xué)名稱叫做甲基丙烯酸氯化鉻絡(luò)合物物。有機(jī)硅處理劑：結(jié)構(gòu)通式為RnSiX4-n。。R是有機(jī)基團(tuán)，含有能與合成樹脂作用形成化學(xué)鍵的活性基團(tuán)。如；不飽和雙鍵、環(huán)氧基團(tuán)、氨基-NH2、巰基-SH等。X是易于水解的基團(tuán)，水解后能與玻璃作用。n為1、2或3，絕大多數(shù)為1牌號(hào)化學(xué)名稱結(jié)構(gòu)式適用范圍國(guó)內(nèi)國(guó)外熱固性熱塑性沃蘭Volan甲基丙烯酸氯化鉻鹽酚醛聚酯環(huán)氧聚乙烯聚甲基丙烯酸甲酯A-151乙烯基三乙氧基硅烷聚酯硅樹脂聚酰亞胺聚乙烯聚丙烯聚氯乙

8、烯KH-550A-1100AYM-9γ-胺基丙基三乙氧基硅烷環(huán)氧酚醛三聚氰胺PVC聚碳酸酯尼龍聚乙烯聚丙烯KH-560A-187Y-4087Z-6040KBM-403γ-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷聚酯、環(huán)氧、酚醛、三聚氰