璃纖維及制品是玻璃鋼重要的增強組分材料。由于使用了玻璃纖維制品,可使玻璃鋼復合材料,提高其抗拉強度、抗彎強度、剛度,以及耐沖擊強度等。本文將對玻璃纖維的分類和類型,以及如何用好玻璃纖維,各種成型工藝應使用什么類型的玻纖增強材料,作一簡單的概述。
一、玻璃纖維增強材料的分類
?。薄⒉AЮw維按組分分類
玻璃纖維可按組分及其性能,進行分類。在許多可用的玻璃纖維增強材料類型中間,含鈣-鋁-硼-硅為主成分的E玻璃纖維,是最先被采用,并且用量最多的一種增強材料。它具有較好的電氣性能和機械性能,價格也比較便宜。
?。牛茫也AЮw維是E玻纖的改性纖維,其組分內不含有硼元素,具有較強的耐酸性能,大多用于耐酸貯罐和管道類產品。
?。硬AЮw維(或稱R玻璃纖維),可大大提高復合材料的強度和剛度,適用于宇航業(yè)和軍事工業(yè)等方面的應用領域,以滿足其高技術性能的要求。另外,在運輸業(yè)、運動器械、娛樂器具等方面,也有廣泛的應用。
?。牟AЮw維,其介電性能較為優(yōu)越,在電子工業(yè)應用上,已占有絕對的優(yōu)勢。
玻璃纖維增強材料,也可按連續(xù)的或不連續(xù)的形式,進行分類。
?。?、連續(xù)型玻纖增強材料
連續(xù)型增強材料,有單向無捻粗紗,雙向無捻粗紗布,玻纖布,單向至四向無紡織無捻粗紗,無定向連續(xù)纖維氈等。其他還有:玻纖布與非織物氈,連續(xù)纖維氈與短切原絲氈,以及各種多層工程專用連續(xù)型增強材料等復合型增強材料。此外,還有編縫的或織縫的三向預成型纖維增強材料等。
無捻粗紗的生產制造方法有兩種,一種是經漏板拉出長絲集束組成,稱為直接法;另一種是把幾束纖維不加捻,平行組合,稱為組合法。無捻粗紗纖維直徑一般在10~24μm之間,常用線度重量通常表示為600、1200、2400和4800旦。無捻粗紗的特性是剛性好,纖維張力均勻,光滑并容易切斷。無捻粗紗性能的發(fā)揮,還與所使用的工藝條件有關,例如紡織,連續(xù)預浸漬,短切等。無捻粗紗,最近開發(fā)出一個新的品種,稱“加圈無捻粗紗”,即在粗紗的垂直方向上,加有環(huán)圈。它可提高單向復合材料的橫向強度,尤其適合于拉擠玻璃鋼制品使用。
預浸漬無捻粗紗,通常是R玻璃纖維浸漬環(huán)氧樹脂,多用于纖維纏繞工藝,制品可得到較高的機械強度。
連續(xù)纖維氈,是從漏板拉制出纖維后,直接均勻分布層疊而制成,并使用粘結劑進行粘結成氈。其使用粘結劑的種類和數量,可根據應用的情況而定。連續(xù)纖維氈常用于對模成型工藝,以及某些定型的批量產品和電子線路板等。
3、非連續(xù)纖維增強材料,有短切纖維、短切纖維氈、短切纖維預成型材料、連續(xù)纖維氈和磨碎纖維等。其中短切纖維,一般是將原絲切割成3~12毫米長,而制成。它具有集束性、流動性和密實性等項特點,用途較為廣泛。
短切纖維氈,一般采用50毫米長的玻璃纖維加粘結劑制成。粘結劑可溶于苯乙烯,其用量約為3~10%,也可根據玻璃鋼制成品的具體要求,以及制氈工藝而定。短切纖維氈較適合于接觸成型工藝的表面面層使用。
磨碎纖維,是將纖維經過磨碎機處理,使玻纖長度在0.1~0.2毫米之間而制得。磨碎纖維的直徑,一般為10~17μm,可用于熱塑玻璃鋼和快速反應注射模塑的聚氨酯成型工藝。該類增強材料由于線度很短,因而可以比其他增強材料,在提高剛度、尺寸穩(wěn)定性和耐沖擊強度等方面,有一定的良好效果。