玻璃纖維具有許多優(yōu)點(diǎn)及特殊性能,已被廣泛使用。但是玻璃纖維的脆性及較低的耐磨性能影響了它的使用價(jià)值,限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域,對其織物進(jìn)行涂層處理能改善其脆性和耐磨性。但玻璃纖維具有平滑的表面、較低的親水性能以及較差的芯吸效應(yīng),故很難將涂料吸收和滲透到纖維內(nèi)部。涂料和紗線之間及涂料和織物之間的剝離強(qiáng)度太低,甚至不能滿足產(chǎn)品的正常使用。本實(shí)驗(yàn)的目的就是對玻璃纖維紗經(jīng)噴氣變形以改善紗線及其織物對涂料的吸收和滲透性能,提高玻璃纖維涂層織物的剝離強(qiáng)度,延長其使用壽命,拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。
1 .玻璃纖維空氣變形紗的制造
      本實(shí)驗(yàn)采用2種不同號數(shù)和捻度的玻璃纖維原紗進(jìn)行空氣變形,其物理特性如表1所示。
       
       本實(shí)驗(yàn)采用Ｅｌｔｅｘ Ｒｅｎｔｌｉｎｇｅｎ空氣變形機(jī)對原紗進(jìn)行變形。主要的工藝參數(shù)有空氣壓力和超喂率。通過優(yōu)化得出560ｔｅｘ變形紗的最佳空氣壓力和超喂率分別是0 7ＭＰａ和7 38%,而137ｔｅｘ變形紗則分別是0 6ＭＰａ和5 43%。喂入紗線越細(xì),所需要的空氣壓力或超喂率越低,因?yàn)榧?xì)的紗線比粗的紗線更容易變形[1]。
2. 空氣壓力對變形紗涂塑率的影響
       空氣壓力是空氣變形紗最重要的參數(shù)。當(dāng)超喂率恒定為5 43%,在不同的空氣壓力下生產(chǎn)變形紗并經(jīng)ＰＶＣ涂料涂層。為了便于比較,將變形紗及原紗的涂塑率列于表2?？諝鈮毫εc涂塑率的關(guān)系如圖1所示。
      涂塑率按以下公式[2]計(jì)算:
       涂塑率=(Ｗ后-Ｗ前) Ｗ前×100%　
　  式中,Ｗ后為涂塑后變形紗的重量(ｇ),Ｗ前為涂塑前變形紗的重量(ｇ)。
     
        
       圖.1　空氣壓力和涂塑率之間的關(guān)系變形紗和原紗涂塑率的比較　
       由表2和圖1可以看出,560ｔｅｘ紗線的涂塑率在同樣條件下均高于137ｔｅｘ紗線的涂塑率,這是因?yàn)榉N原紗的粗細(xì)和捻度不同等所造成的。當(dāng)空氣壓力從低向高變化時,兩種變形紗的涂塑率也隨之提高,因?yàn)榭諝鈮毫υ酱?紗線通道內(nèi)的氣流速越高。噴向原紗的高速氣流使原紗繞其軸線更快地旋轉(zhuǎn)和振蕩,紗中的纖維變的蓬松、起圈、相互纏繞,有利于樹脂滲透和被吸收到纖維的內(nèi)部。此外,變形紗的涂塑率遠(yuǎn)高于原紗的涂塑率。原紗表面非常光滑、平整、緊密,樹脂很難滲透到紗線內(nèi)部,造成原紗涂塑率較低。
3.　超喂率對變形紗涂塑率的影響
       超喂率是喂入速度大于輸出速度的百分率[3]。當(dāng)恒定壓力為0 7ＭＰａ時,560ｔｅｘ原紗在不同超喂率下變形紗的涂塑率如表3所示。超喂率與變形紗涂塑率的關(guān)系和空氣壓力與變形紗涂塑率的關(guān)系相似。如果超喂率逐漸提高,則噴絲孔中的原紗苫竦玫駝帕?紗線中的纖維在噴入氣流的作用下很容易分離、成圈、纏繞,使紗線變得蓬松。因此,變形紗的涂塑率隨超喂率的提高而提高。
            
4. 變形紗織物的涂塑率和剝離強(qiáng)度
       560ｔｅｘ和137ｔｅｘ原紗采用的超喂率和空氣壓力分別為7 38%,0 7ＭＰａ和5 43%,0 6ＭＰａ而制得的變形紗在實(shí)驗(yàn)機(jī)上分別織成平紋織物試樣。為了便于分析比較,還分別織制了與變形紗織物相同規(guī)格結(jié)構(gòu)的原紗織物。560ｔｅｘ變形紗和原紗織物的密度為90根 10ｃｍ×60根 10ｃｍ(經(jīng)×緯);137ｔｅｘ變形紗和原紗織物的密度為180根 10ｃｍ×100根 10ｃｍ(經(jīng)×緯)。以上4種織物分別經(jīng)ＰＶＣ涂層并在烘干機(jī)內(nèi)烘干1ｍｉｎ,烘箱溫度為200℃。該織物涂塑率的測試與前面對紗線涂塑率的測試相同。在剝離強(qiáng)度測試中,2層織物在200℃高溫下焊合在一起成為一個試樣,試樣經(jīng)向長度為280ｍｍ,寬度為50ｍｍ。試樣的一端被分成2部分或者不被焊合,即為2層織物。2層織物分別夾持在拉伸試驗(yàn)機(jī)的上下夾鉗內(nèi),上下夾距為200ｍｍ,夾持長度要確保試樣自然張緊,下夾鉗的拉伸速度為100ｍｍ ｍｉｎ。每種織物分別測試10個試樣,取其平均值,所得強(qiáng)力稱為剝離強(qiáng)力。剝離強(qiáng)度按下式計(jì)算[2]:
剝離強(qiáng)度=Ｐ Ｈ　
　   式中,Ｐ為平均剝離強(qiáng)力(Ｎ);Ｈ為試樣寬度(ｃｍ),本試驗(yàn)Ｈ為5ｃｍ。
      4種織物的涂塑率和剝離強(qiáng)度的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4
      
       從表4可以看出織物2#的剝離強(qiáng)度遠(yuǎn)大于織物1#的剝離強(qiáng)度,織物4#的剝離強(qiáng)度遠(yuǎn)大于織物3#的剝離強(qiáng)度,其原因與前面變形紗的分析相似。在涂塑過程中,也可以很明顯地觀察到,織物2#和4#能迅速地吸收ＰＶＣ涂料并能使其滲透到織物甚至纖維內(nèi)部,而對于織物1#和3#,涂料僅停留在其表面,干燥后用手即可揭掉。變形紗織物2#和4#具有蓬松的結(jié)構(gòu),其表面顯露有雜亂的纖維或絲圈等,正是這些纖維和絲圈首先接觸涂料,然后使其滲透到蓬松的、低捻的紗線內(nèi)部,并與之融為一體[4]。因此,具有茸毛表面的蓬松的變形紗織物的剝離強(qiáng)度顯然遠(yuǎn)大于具有光滑、平整表面的原紗織物的剝離強(qiáng)度。
5.　結(jié)　論
       1. 玻璃纖維變形紗的涂塑率遠(yuǎn)大于原紗的涂塑率。因?yàn)樽冃渭喚哂信钏傻慕Y(jié)構(gòu),表面具有散亂的絲圈,使其容易吸收涂料,也容易使涂料滲透到紗線內(nèi)部。
       2. 由于玻璃纖維變形紗織物具有毛茸的表面,使變形紗織物的涂塑率和剝離強(qiáng)度遠(yuǎn)大于普通紗織物的涂塑率和剝離強(qiáng)度。
       3. 變形紗的主要工藝參數(shù),空氣壓力或超喂率在一定范圍內(nèi)逐漸增大,玻璃纖維變形紗的變形效果越好,越蓬松;變形紗及其織物的涂塑率越高,織物的剝離強(qiáng)度越大。