增强材料

发表时间：2018-02-06

增强材料

增强材料是玻璃钢制品的支撑骨架，它基本上决定了拉挤制品的力学性能，增强材料的使用对减少制品收缩、提高热变形温度和低温冲击强度也有一定的作用。

在玻璃钢产品设计中，增强材料的选用应充分考虑产品的成型工艺，因为增强材料的种类、铺设方式、含量对玻璃钢制品的性能影响较大，它们基本上决定了玻璃钢制品的机械强度和弹性模量，采用不同增强材料的拉挤制品的性能也有所不同。

此外，在满足成型工艺的产品性能要求的同时，还应考虑成本，应尽量选择便宜的增强材料，一般玻璃纤维原丝的无捻粗纱比纤维织物成本低；毡比布成本低、防渗性好，但强度低；中碱纤维较无碱纤维便宜，但随含碱量增加，其耐碱性、耐腐蚀性、电性能都会下降。

常用的增强材料的品种如下：

1、无捻玻璃纤维粗纱

采用增强型浸润剂，无捻玻璃纤维粗纱可分为合股原丝、直接无捻粗纱及膨体无捻粗纱三种。合股原丝由于张力不均匀，易产生悬垂现象，使得在拉挤设备进料端形成松弛的圈结，影响作业顺利进行。直接无捻粗纱具有集束性好、树脂浸透速度快、制品力学性能优良等特点，所以目前大多趋向与应用直接无捻粗纱。膨体无捻粗纱有利于提高制品的横向强度，如卷曲无捻粗纱和空气变形无捻粗纱等。膨体无捻粗纱兼有连续长纤维的高强度和短纤维的蓬松性，是一种耐高温、低热导率、耐腐蚀、高容空量、高过滤效率的材料，膨体无捻粗纱中有部分纤维蓬松成单丝状态，所以还能改善拉挤成型制品的表面质量。目前膨体无捻粗纱在国内外已得到广泛使用，用于装饰或工业用编织无的径纱和纬纱，也可用于生产摩擦、绝缘、防护或密封材料。

用于拉挤成型的无捻玻璃纤维粗纱的性能要求如下：①不产生悬垂现象；②纤维张力均匀；③成束性好；④耐磨性好；⑤断头少，不易起毛；⑥浸润性好，树脂浸渍速度快；⑦强度和刚度大。

2、玻璃纤维毡

为了使拉挤成型玻璃钢制品具有足够的横向强度，使用短切原丝毡、连续原丝毡、组合毡、无捻粗纱织物等增强材料。连续原丝毡是目前用得普遍的玻璃纤维横向增强材料之一，为提高产品外观效果，有时也用表面毡。

连续原丝毡是由若干层圆状随机铺放的连续玻璃纤维组成的，纤维之间用粘结剂黏结。表面毡则是将定长短切原丝随机均匀铺放，并用粘结剂黏结而成的薄如纸的毡，纤维含量为5%~15%，其厚度为0.3~0.4mm。它可以使制品表面光滑、美观，并提高制品的耐老化性。

玻璃纤维缝编毡是将短切成一定长度的玻璃纤维原丝，无定向沉降后，用有机纤维缝编而成。适用于模压、拉挤、注射成型（RTM）、缠绕等多种成型工艺。主要特点为：厚薄均匀，无羽毛、污渍、杂物等疵点；不易产生位移变形，耐冲刷性好；既有布的方向性，又具有毡的多向性；良好的工艺性；快的浸透速度，良好的玻璃钢性能。

玻璃纤维复合毡是由玻璃纤维无捻粗纱做单向平行排列，外一层复合短切成一定长度的玻璃纤维纱或短切毡，用有机纤维缝制而成的。主要是用于玻璃钢拉挤成型、RTM成型、手糊成型等工艺，终端产品主要有玻璃钢船体、汽车外壳、板材、型材等。纤维结构具有可设计性，能再一定方向上提供高强度；纤维布易产生位移变形，易于操作；织物中不含任何黏结剂，易浸透；结构的复合性可减少铺层，有效提高生产效率。

玻璃纤维毡的特点是：铺覆性好，易被树脂浸透，含胶量较高。

拉挤成型工艺对玻璃纤维毡的要求如下：

（1）具有较高的机械强度；

（2）对于化学黏结的短切原丝毡，粘结剂能耐浸胶及成型时的化学和热作用，以保证成型过程中仍有足够的强度；

（3）浸润性好；

（4）起毛少、断头少。

3、聚酯纤维表面毡

聚酯纤维表面毡是拉挤工业新型的一种增强纤维材料。美国有一种商品名叫NEXUS，广泛用于拉挤制品，取代玻璃纤维表面毡，效果很好，成本也较低，已成功应用10多年。

采用聚酯纤维表面毡的优点如下：

①可改善制品的抗冲击、耐腐蚀及耐大气老化性能。

②可改善制品的表面状态，使制品表面更加光滑。

③聚酯纤维表面毡的贴覆性能与拉伸性能都比C玻璃纤维表面毡好得多，拉挤过程中不易产生断头，较少停车事故。