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影响玻璃纤维强度的因素

发布时间:2017/08/30

  1、纤维直径和长度对拉伸强度的影响
  一般情况,玻璃纤维的直径愈细,抗拉强度越高,但在不同的拉丝温度下拉制的同一直径的纤维强度,也可能有区别。玻璃纤维的拉伸强度和长度有关,随着纤维长度的增加,拉伸强度显著下降直径和长度对玻璃纤维拉伸强度的影响,可以用微裂纹假说来解释。因为随着纤维直径和长度的减小,纤维中微裂纹会相应减少,从而提高了纤维强度。
  2、化学组成对强度的影响
  一般是含碱量越高、强度越低。无碱纤维比有碱纤维的拉伸强度高20%研究证明,高强和无碱纤维,由于成型温度高,硬化速度快,结构链能大等原因,因此具有很高的抗拉强度。含K2O和PbO 成分多的玻璃纤维强度较低。
  3、玻璃液质量对玻璃纤维强度的影响
  A)结晶杂质的影响:当玻璃成分波动或漏板温度波动或降低时,可能导致纤维中结晶的出现。实践证明,有结晶的纤维比无结晶的纤维强度要低。
  B)玻璃液中的小气泡也会降低纤维的强度。曾试验用含小气泡的玻璃液拉直径为5.7um,的玻璃纤维其强度比用纯净玻璃液拉制的纤维强度降低20%。
  4、成型条件对玻璃纤维的影响
  实践证明,用漏板拉制的玻璃纤维强度高于用玻璃棒法拉制的纤维。在玻璃棒法中,用煤气加热生产的纤维又比用电热丝加热生产的纤维强度为高。如用漏板法拉制10um,玻璃纤维的强度为1700MPa,而用棒法拉制相同直径的玻璃纤维强度仅为1100MPa。这是因为玻璃棒只加热到软化,粘度仍然很大,拉丝时纤维受到很大的应力;此外玻璃棒法是在较低温度下拉丝成型,其冷却速度要比漏板法为低。用各种不同成型方法生产的玻璃纤维的强度各不相同。用漏板法拉制的纤维强度最高,气流吹拉长棉次之,玻璃棒法再次之。然后是蒸汽立吹短棉,强度最低是蒸汽喷吹矿棉。在采用漏板拉丝的方法中,采用较高的成型温度,较小的漏孔直径,可以提高纤维强度。
  5、表面处理对强度的影响
  在连续拉丝时,必须在单根纤维或纤维束上敷以浸润剂,它在纤维表面上形成一层保护膜,防止在纺织加工过程中,纤维间发生相互摩擦,而损伤纤维降低强度。玻璃布经热处理除去浸润剂后,强度下降很多,但在用中间粘结剂处理后,强度一般都可回升,这是因为中间粘结剂涂层一方面对纤维起到保护作用,另一方面对纤维表面缺陷有所弥补。
  6、存放时间对强度的影响
  玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低,这种现象称为纤维的老化。主要是空气中的水分对纤维侵蚀的结果。此,化学稳定性高的纤维强度降低小,如同样存放233年的有碱纤维强度降低33%,而无碱纤维降低很少。
  7、施加负荷时间对强度的影响
  玻璃纤维强度随着施加负荷时间的增长而降低。当环境温度较高时,尤其明显。可能是吸附在微裂纹中的水分,在外力作用下,使微裂纹扩展速度加快的缘故。
  玻璃纤维及其制品术语
  1、 纤维、单丝、原丝
  长度比其直径大得多,并具有一定柔软性的纤细物质称为纤维。一根细而极长可认为连续长度的纺织单元,称为单丝。
  有几十根至上千根平行排列的纤维,没有捻度,依靠浸润剂粘结集束而成的长丝,称为原丝。
  2、初捻纱、复捻纱、缆线
  原丝经加捻后即成为具有一定单向捻度的纱,这种纱称为初捻纱,在玻璃纤维工业中一般称为退解纱。由2根或2根以上的初捻纱经多次复捻制得的纱称复捻纱,在玻璃纤维工业中称并捻纱。由多根退解纱,经两次或两次以上复捻制得的具有平衡捻度的复合线,称为缆绳。
  3、捻度
  捻度是同一线密度或同一体积质量的纱线加捻程度(扭曲变形程度)的量度。在生产中捻度通常是指单位长度的纱线上平均捻回数或螺旋数。我们平时说的捻度,是指单位长度的玻璃纤维纱线上的捻回数。同一线密度或同一体积质量的纱或线,其每米长度上的捻回数(捻度)越大,表示纱或线受扭曲变形越大。
  4、捻向
  纱线受扭曲变形是有方向的,捻向是用来表示纱线受扭曲变形的方向。捻向可由纱线上的螺旋线方向来决定。捻向有两个,“Z ”向和S ”向。所谓“Z ”向捻纱,就是加捻纤维正面倾斜方向由右上角向左下角倾斜,其倾斜方向与英文
  宇母中“Z ”字中间部分同方向,所以称之谓“Z”捻。“Z ”捻纱是由锭子顺时针方向回转所得“Z”捻纱又称左捻纱或反手捻纱。“S”向捻纱是捻纱中纤维正面倾斜方向由右下角向左上角倾斜,其倾斜方向与英文字母中S”字中间部分同方向,所以称为“S捻纱。“S”捻纱是由锭子作逆时针方向回转所得。“S”捻纱又称右捻纱或顺手捻纱。目前,国内玻璃纤维厂退并工艺中退解都采用“Z”向捻,并捻都采用“S”向捻等。
  5、织物、织物组织
  在织机或特殊的织造机械上,两组纱线(单纱、股纱、缆纱、无捻粗纱)彼此垂直或以某一特定角度交织而成的玻璃纤维织物。机织织物经纬纱线相互浮沉,进行交织的规律称织物组织或叫织纹,如:平纹、斜纹、缎纹等。
  不饱和聚酯树脂技术指标及解释
  粘度
  粘度是树脂流动性的反应。粘度的大小反映了树脂润湿或浸透填料、增强材料的能力。粘度指标一般在25℃下测定。温度和稀释剂的含量对粘度的影响很大。不同的成型工艺如手糊、拉挤、缠绕、喷射等对树脂的粘度的要求是不同的。树脂的粘度一般以Pa?S为单位.有时也以cp为单位,其换算关系为1Pa?s=1000cp
  酸值
  酸值是表示树脂反应进行程度的指标。酸值的定义为中和1g树脂所需氢氧化钾的毫克数,故酸值以mgKOH/g为单位。一般而言,酸值越小说明树脂反应程度越高,但树脂的酸值与其配方大有关系,不同的配方所得树脂的最终酿值就不同。
  固体含量
  固体含量是指树脂在一定温度下加热,干燥后剩余物质量与原试样质量的比值%
  凝胶时间
  凝胶时间一般是在25℃或80℃下测定的。25℃时的凝胶时间是指树脂从加入引发剂和促进剂开始到变成软胶状而失去流动性所经历的时间。凝胶时间有时候也可理解为是在实际施工过程中树脂的可操作时间。环境的温度湿度、引发剂和促进剂的用量对树脂的凝胶时间有非常大的影响。
  贮存期
  测试树脂贮存期的方法之一是加速法,将树脂置于80℃温度下,存放24小时的贮存期相当于20℃下存放半年的贮存期。
  不饱和聚酯树脂的低收缩添加剂
  不饱和聚酯树脂和乙烯基酯树脂常用的低收缩添加剂(LPA)有:
  聚醋酸乙烯酯(PVAc)
  聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)
  聚苯乙烯(PSt)
  热塑性聚氨酯
  热塑性聚酯
  低收缩添加剂是热塑性材料,对不饱和聚酯树脂是非反应性添加剂。可溶解在苯乙烯或树脂混合物中形成稳定的分数相,而在固化中和固化后的树脂中又是不相容的相。
  低收缩添加剂对降低不饱和聚酯树脂的固化收缩有很好效果。
  低收缩添加剂对不饱和聚酯树脂的固化有一定延缓作用。