玻璃纖維復合氈/復合織物是用無捻粗紗或無捻粗紗布與短切原絲或短切原絲氈組合制成的產(chǎn)品,已形成應用廣泛的一大類產(chǎn)品,適用于增強大型多層的玻璃鋼制品,如船艇、型材、風力渦輪機葉片、管道、槽罐、板材等。根據(jù)不同的制造方法和結構,玻璃纖維復合氈/復合織物有以下類型。
(1)粘結復合氈
將一層或多層無捻粗紗布與短切原絲用化學粘結劑粘結而成。例如比利時Syncoglas公司的M型復合氈是用粉末粘結劑把一層或多層無捻粗紗布與短切原絲相粘結,粘結劑含量4%~13%。該氈適用于手糊、纏繞、預浸漬、RIM、拉擠、離心澆鑄等成型工藝。美國FGI公司的Fabmat復合氈是在機織無捻粗紗布上沉積短切原絲經(jīng)化學粘結劑粘結而成,適于制造船艇、娛樂器械、汽車保險杠等;Fortesil Fabmat復合氈是在縫編單向無捻粗紗布上沉積短切原絲經(jīng)化學粘結劑粘結而成,適于制造槽罐、桿件及要求單向強度的制品。
此外,還可將粘結粗紗布與短切原絲(氈)利用粘結劑粘合成復合氈。
(2)縫編復合氈
縫編復合氈(或稱復合織物)有以下制造方式:
?、賹⒖棾傻臒o捻粗紗布或網(wǎng)布與短切原絲用縫編線縫合。例如法國Chomarat公司的Rovimat和Rovimat G復合氈分別是用無捻粗紗布、網(wǎng)布與短切原絲縫合的產(chǎn)品。這些復合氈適用于手糊、預浸漬、拉擠、纏繞、離心成型等。
?、谠跈C器上按所需方向喂入無捻粗紗,同時在機上短切原絲,使其沉降在粗紗之上,用縫編線縫合。例如美國FGI公司的Knitmat復合氈就是將經(jīng)向(0°)無捻粗紗、緯向(90°)無捻祖紗與在機上短切的原絲縫合而成。這種復合氈的貼伏性極好,極易浸透,模塑性能優(yōu)良。
?、蹖㈩A先制好的短切原絲氈在機器下方展開,與不同方向的無捻粗紗同時喂入縫編區(qū)進行縫合。例如德國Malimo多走向縫編機就采用這種方法。其紗線方向為0°、90°和士45°這四個方向的紗線層數(shù)可隨意組合,從而形成多層結構的復合氈。
④用粘結粗紗布與玻璃纖維氈用縫編線縫合。
(3)針刺復合氈
在無捻粗紗布上沉積短切原絲,用針刺方法結合,不使用粘結劑和縫編線。例如美國FGI公司的M型Fabmat復合氈、法國Chomarat公司的Volumat復合氈、比利時Syncoglas公司的NM型Syncokomplex復合氈、英國Flemings公司的Needlecloth復合氈都屬此類。FGI公司還有一種名為Rovmat的加筋針刺氈,其短切原絲用針刺方法結合成氈,氈中有均勻間隔的平行無捻粗紗增強,亦算一種復合制品。
(4)夾芯復合氈
在上述復合氈的基礎上,各廠商還開發(fā)了一些含有芯層的復合氈。舉例如下:
①Maltimat夾芯復合氈(Syncoglas公司)
該產(chǎn)品是在高膨松度的三維玻璃纖維芯材的兩側縫合短切纖維制成,是制造復雜形狀玻璃鋼制品的理想增強材料。其優(yōu)點為全用玻璃纖維制成;冷態(tài)預成形性能極好;容易剪裁而不散絲;浸透速度快;利用玻璃纖維芯獨特的“彈簧作用”填充模具,能減少開裂和翹曲,適應復雜形狀而不產(chǎn)生皺褶,伸長率大于40%而不撕裂;制品物理性能特別是彎曲強度、剛度、剪切強度、壓縮強度、損傷容限和抗沖擊性能優(yōu)良。適用成型工藝為RTM、RIM、SCRIMP、壓塑、真空成型。
?、赗ovicore夾芯復合氈(Chomarat公司)
以大直徑卷曲合成纖維的非織造布為芯,兩側縫合短切E玻璃纖維或無捻粗紗布,形成夾芯結構。該復合氈可變形,易于冷態(tài)預成形;柔韌性好,易于定位增強;具有一定的厚度和彈性,在兩個方向具有良好的延伸率(25%);易于切割和覆模;耐高溫;易浸濕,易于樹脂流動。適用成型工藝:RTM、SRIM、冷壓、真空袋(膜)成型及現(xiàn)場模塑(舊管道的結構增強)。
③Polymat可壓縮夾芯復合氈(Flemings公司)
以高膨松的輕質聚酯纖維針刺氈為芯,用低纖度聚酯纖維紗縫合玻璃纖維表面材料而制成。玻璃纖維表面材料可選用短切原絲、連續(xù)原絲氈、表面氈、無捻粗紗布或雙軸向縫編布。該復合氈容易操作和切割;浸透快;覆模和充模性好。適用成型工藝為冷壓、熱壓、袋壓、RTM、真空袋成型。
④Unirov 夾芯復合氈(Vetrotex公司)
以該公司著名的Unifilo連續(xù)原絲氈(低粘結劑含量)為芯層,在其兩側粘結或縫合短切原絲而構成。該氈主要用于RTM成型工藝。它非常柔順,可以冷態(tài)貼伏模具。其連續(xù)原絲氈芯材滲透性良好,能保證樹脂極佳流動狀態(tài)。使用時可配可不配表面氈,制品具有優(yōu)良的表面光潔度。該氈有多種幅寬,重量規(guī)格為825~2080g/m2。
⑤OCT 夾芯復合氈(Owens Coning公司)
這是新近推出的用于閉模成型的復合氈。其芯層是一種合成纖維非織造布,在其兩側縫合短切玻璃纖維和/或連續(xù)纖維增強材料,外面再覆一層表面氈。這些材料的結合產(chǎn)生了優(yōu)良的覆模性,提高了樹脂浸透速度。
這種復合氈是為RTM、真空滲漬法等閉模成型工藝而設計的。這類閉模成型工藝正在造船工業(yè)中獲得推廣應用。這種復合氈用于造船有很多好處:它比傳統(tǒng)氈材更加穩(wěn)定;船艇設計自由度更高;制件表面優(yōu)于機織物或針織物增強制件;其多層結構比單層材料減少了裁料和裝模工作量。加上所使用的Advantex玻璃纖維的耐腐蝕優(yōu)點,這種復合氈據(jù)稱是一種獨特的增強材料。
(5)植圈復合氈
比利時Syncoglas公司的Syncoloop氈是以常規(guī)玻璃纖維增強基材如無捻粗紗布、縫編布、縫編氈、針刺氈或薄氈為襯底,在其上面附以無捻粗紗紗圈而形成,可在單面或雙面植圈。這種產(chǎn)品除X、Y向外,還提供Z向增強,可用于要求高沖擊強度和抗分層性的場合;極易充分浸透,線圈浸漬樹脂后具有彈性,保持與襯底垂直的位置,因而可制成輕重量的復合材料;只用一層植圈氈就能制得10mm厚的制品;柔順性極好,即使在復合材料的彎曲部分也能保持其厚度??捎米鳛榫哂袡z漏功能的雙壁罐、輕質板材和管道、增強泡沫塑料板、輕質船體、風力渦輪機葉片等。適用成型工藝為手糊、注塑、RTM、真空成型等。
(1)粘結復合氈
將一層或多層無捻粗紗布與短切原絲用化學粘結劑粘結而成。例如比利時Syncoglas公司的M型復合氈是用粉末粘結劑把一層或多層無捻粗紗布與短切原絲相粘結,粘結劑含量4%~13%。該氈適用于手糊、纏繞、預浸漬、RIM、拉擠、離心澆鑄等成型工藝。美國FGI公司的Fabmat復合氈是在機織無捻粗紗布上沉積短切原絲經(jīng)化學粘結劑粘結而成,適于制造船艇、娛樂器械、汽車保險杠等;Fortesil Fabmat復合氈是在縫編單向無捻粗紗布上沉積短切原絲經(jīng)化學粘結劑粘結而成,適于制造槽罐、桿件及要求單向強度的制品。
此外,還可將粘結粗紗布與短切原絲(氈)利用粘結劑粘合成復合氈。
(2)縫編復合氈
縫編復合氈(或稱復合織物)有以下制造方式:
?、賹⒖棾傻臒o捻粗紗布或網(wǎng)布與短切原絲用縫編線縫合。例如法國Chomarat公司的Rovimat和Rovimat G復合氈分別是用無捻粗紗布、網(wǎng)布與短切原絲縫合的產(chǎn)品。這些復合氈適用于手糊、預浸漬、拉擠、纏繞、離心成型等。
?、谠跈C器上按所需方向喂入無捻粗紗,同時在機上短切原絲,使其沉降在粗紗之上,用縫編線縫合。例如美國FGI公司的Knitmat復合氈就是將經(jīng)向(0°)無捻粗紗、緯向(90°)無捻祖紗與在機上短切的原絲縫合而成。這種復合氈的貼伏性極好,極易浸透,模塑性能優(yōu)良。
?、蹖㈩A先制好的短切原絲氈在機器下方展開,與不同方向的無捻粗紗同時喂入縫編區(qū)進行縫合。例如德國Malimo多走向縫編機就采用這種方法。其紗線方向為0°、90°和士45°這四個方向的紗線層數(shù)可隨意組合,從而形成多層結構的復合氈。
④用粘結粗紗布與玻璃纖維氈用縫編線縫合。
(3)針刺復合氈
在無捻粗紗布上沉積短切原絲,用針刺方法結合,不使用粘結劑和縫編線。例如美國FGI公司的M型Fabmat復合氈、法國Chomarat公司的Volumat復合氈、比利時Syncoglas公司的NM型Syncokomplex復合氈、英國Flemings公司的Needlecloth復合氈都屬此類。FGI公司還有一種名為Rovmat的加筋針刺氈,其短切原絲用針刺方法結合成氈,氈中有均勻間隔的平行無捻粗紗增強,亦算一種復合制品。
(4)夾芯復合氈
在上述復合氈的基礎上,各廠商還開發(fā)了一些含有芯層的復合氈。舉例如下:
①Maltimat夾芯復合氈(Syncoglas公司)
該產(chǎn)品是在高膨松度的三維玻璃纖維芯材的兩側縫合短切纖維制成,是制造復雜形狀玻璃鋼制品的理想增強材料。其優(yōu)點為全用玻璃纖維制成;冷態(tài)預成形性能極好;容易剪裁而不散絲;浸透速度快;利用玻璃纖維芯獨特的“彈簧作用”填充模具,能減少開裂和翹曲,適應復雜形狀而不產(chǎn)生皺褶,伸長率大于40%而不撕裂;制品物理性能特別是彎曲強度、剛度、剪切強度、壓縮強度、損傷容限和抗沖擊性能優(yōu)良。適用成型工藝為RTM、RIM、SCRIMP、壓塑、真空成型。
?、赗ovicore夾芯復合氈(Chomarat公司)
以大直徑卷曲合成纖維的非織造布為芯,兩側縫合短切E玻璃纖維或無捻粗紗布,形成夾芯結構。該復合氈可變形,易于冷態(tài)預成形;柔韌性好,易于定位增強;具有一定的厚度和彈性,在兩個方向具有良好的延伸率(25%);易于切割和覆模;耐高溫;易浸濕,易于樹脂流動。適用成型工藝:RTM、SRIM、冷壓、真空袋(膜)成型及現(xiàn)場模塑(舊管道的結構增強)。
③Polymat可壓縮夾芯復合氈(Flemings公司)
以高膨松的輕質聚酯纖維針刺氈為芯,用低纖度聚酯纖維紗縫合玻璃纖維表面材料而制成。玻璃纖維表面材料可選用短切原絲、連續(xù)原絲氈、表面氈、無捻粗紗布或雙軸向縫編布。該復合氈容易操作和切割;浸透快;覆模和充模性好。適用成型工藝為冷壓、熱壓、袋壓、RTM、真空袋成型。
④Unirov 夾芯復合氈(Vetrotex公司)
以該公司著名的Unifilo連續(xù)原絲氈(低粘結劑含量)為芯層,在其兩側粘結或縫合短切原絲而構成。該氈主要用于RTM成型工藝。它非常柔順,可以冷態(tài)貼伏模具。其連續(xù)原絲氈芯材滲透性良好,能保證樹脂極佳流動狀態(tài)。使用時可配可不配表面氈,制品具有優(yōu)良的表面光潔度。該氈有多種幅寬,重量規(guī)格為825~2080g/m2。
⑤OCT 夾芯復合氈(Owens Coning公司)
這是新近推出的用于閉模成型的復合氈。其芯層是一種合成纖維非織造布,在其兩側縫合短切玻璃纖維和/或連續(xù)纖維增強材料,外面再覆一層表面氈。這些材料的結合產(chǎn)生了優(yōu)良的覆模性,提高了樹脂浸透速度。
這種復合氈是為RTM、真空滲漬法等閉模成型工藝而設計的。這類閉模成型工藝正在造船工業(yè)中獲得推廣應用。這種復合氈用于造船有很多好處:它比傳統(tǒng)氈材更加穩(wěn)定;船艇設計自由度更高;制件表面優(yōu)于機織物或針織物增強制件;其多層結構比單層材料減少了裁料和裝模工作量。加上所使用的Advantex玻璃纖維的耐腐蝕優(yōu)點,這種復合氈據(jù)稱是一種獨特的增強材料。
(5)植圈復合氈
比利時Syncoglas公司的Syncoloop氈是以常規(guī)玻璃纖維增強基材如無捻粗紗布、縫編布、縫編氈、針刺氈或薄氈為襯底,在其上面附以無捻粗紗紗圈而形成,可在單面或雙面植圈。這種產(chǎn)品除X、Y向外,還提供Z向增強,可用于要求高沖擊強度和抗分層性的場合;極易充分浸透,線圈浸漬樹脂后具有彈性,保持與襯底垂直的位置,因而可制成輕重量的復合材料;只用一層植圈氈就能制得10mm厚的制品;柔順性極好,即使在復合材料的彎曲部分也能保持其厚度??捎米鳛榫哂袡z漏功能的雙壁罐、輕質板材和管道、增強泡沫塑料板、輕質船體、風力渦輪機葉片等。適用成型工藝為手糊、注塑、RTM、真空成型等。