(复合材料)玻璃纤维

1、 增强材料增强材料: :在复合材料中在复合材料中, ,能提高基体材料机械强度、弹能提高基体材料机械强度、弹 性模量等力学性能的材料。性模量等力学性能的材料。 增强材料不仅能提高复合材料的强度和弹性模量增强材料不仅能提高复合材料的强度和弹性模量, ,而且而且 能降低收缩率能降低收缩率, ,提高热变形温度提高热变形温度, ,并在热、电、磁等方面赋予并在热、电、磁等方面赋予 复合材料新的性能复合材料新的性能 增强材料种类增强材料种类 物理形态物理形态: :纤维状、片状、颗粒状增强材料等纤维状、片状、颗粒状增强材料等 玻璃纤维、碳纤维玻璃纤维、碳纤维 与石墨纤维、硼纤与石墨纤维、硼纤 维、芳纶纤维等维

2、、芳纶纤维等 玻璃是一种以脆闻名的物质。有趣 的是,玻璃一旦经加热,被拉制成比头 发还要细得多的玻璃纤维之后,它就 变得像合成纤维那样柔软,而坚韧的 程度甚至超过了同样粗细的不锈钢 丝! 我国玻纤工业起步于我国玻纤工业起步于 19581958年年, ,当年产能当年产能500500吨吨, , 产量产量106106吨。吨。 19781978年形成工业体系年形成工业体系, ,产产 量量4.14.1万吨万吨, ,居世界第居世界第7 7位。位。 19981998年增加到年增加到16.416.4万吨万吨, , 年增长率为年增长率为7.2%7.2%, ,先进的先进的 池窑拉丝比例为池窑拉丝比例为12%12%

3、。 进入新世纪以后进入新世纪以后, ,随着玻随着玻 璃纤维池窑拉丝工艺的璃纤维池窑拉丝工艺的 迅速发展迅速发展, ,我国玻纤产量我国玻纤产量 20072007年达到年达到160160万吨万吨, , 成成 为世界玻纤产能第一大为世界玻纤产能第一大 国。国。 20082008年我国玻纤产量达年我国玻纤产量达 到到235235万吨万吨, ,从从19981998年到年到 20082008年这十年年这十年, ,玻纤产量玻纤产量 年平均增长达到年平均增长达到30.5%30.5%。 玻璃纤维的总产量从玻璃纤维的总产量从20072007年起位居世界第一年起位居世界第一,2007,2007年玻璃纤维年玻璃纤维

4、产量即达到产量即达到“十一五十一五”规划目标的规划目标的160160万吨。万吨。 1 1、国内玻璃纤维产业发展现状、国内玻璃纤维产业发展现状 “十一五十一五”期间玻璃纤维产量期间玻璃纤维产量 年份年份2006200620072007200820082009200920102010（预计）（预计） 玻璃纤维产量（万玻璃纤维产量（万 吨）吨） 116116160160211211205205280280 池窑纱占比（池窑纱占比（% %）76.876.872.572.582.482.487.887.89090 增长率（增长率（% %）22.1822.1837.9337.9331.8831.88-2.

5、84-2.8436.5836.58 我国玻纤产品出口主要为中低档次的玻璃纤维及制品。品我国玻纤产品出口主要为中低档次的玻璃纤维及制品。品 种主要有一些传统的玻纤产品种主要有一些传统的玻纤产品, ,而高档玻璃纤维产品仍依赖而高档玻璃纤维产品仍依赖 进口。进口。 玻纤进出口价格及利润变化情况玻纤进出口价格及利润变化情况 20002000年年20052005年年20092009年年20102010（预计）（预计） 出口价格（万美元）出口价格（万美元）0.19410.19410.15080.15080.14240.14240.14540.1454 进口价格（万美元）进口价格（万美元）0.31670.3

6、1670.31900.31900.32920.32920.33860.3386 利润（亿元）利润（亿元）1.081.0816.8916.8915153030 进出口价差的原因除成本差异外进出口价差的原因除成本差异外, ,也表明国内原纱和深加工也表明国内原纱和深加工 产品质量与国外尚有差距产品质量与国外尚有差距, ,主要体现在产品规格尚不完整主要体现在产品规格尚不完整, ,精精 细化的非通用产品国内尚未覆盖。细化的非通用产品国内尚未覆盖。 美国欧文斯科宁公司（美国欧文斯科宁公司（OCOC）已全面推广无硼无氟、高耐酸性）已全面推广无硼无氟、高耐酸性 的的AdvantexR,AdvantexR,用于

7、顶替用于顶替E E玻纤。在开发玻纤。在开发AdvantexAdvantex纤维基础上纤维基础上, , 又陆续推出了新型低气泡玻纤直接无捻粗纱、又陆续推出了新型低气泡玻纤直接无捻粗纱、WindstrandWindstrand直直 接无捻粗纱、接无捻粗纱、R R玻纤系统的高性能增强材料玻纤系统的高性能增强材料, ,最近最近, ,又开始以规又开始以规 模化生产平台一步法生产模化生产平台一步法生产S S玻纤玻纤SHIELDSTRANDSHIELDSTRAND和和XSTRANDXSTRAND纱。纱。 预计在今后几年内预计在今后几年内, ,国外大部分生产线均将继续进行技术改造国外大部分生产线均将继续进行技

8、术改造 和产品升级和产品升级, ,生产高性能玻璃纤维。生产高性能玻璃纤维。 生产技术上生产技术上, ,提高生产效率、节约能源、趋零排放、减少资源提高生产效率、节约能源、趋零排放、减少资源 消耗、降低生产成本消耗、降低生产成本, ,营造玻纤绿色经济是发展方向。营造玻纤绿色经济是发展方向。 池窑推行纯氧燃烧技术。池窑推行纯氧燃烧技术。 1）国外发展趋势）国外发展趋势 池窑漏板向多孔、多元池窑漏板向多孔、多元 素、双底板方向发展。素、双底板方向发展。 池窑漏板成分除锆、钇池窑漏板成分除锆、钇 外外,在铂铑合金中尚可在铂铑合金中尚可 加入钼、钨、铼、铱加入钼、钨、铼、铱等。 国外玻纤行业发展状况国外玻

9、纤行业发展状况 国外玻璃纤维企业均采用先进的大型池窑拉丝技术国外玻璃纤维企业均采用先进的大型池窑拉丝技术, , 只有一些特殊的玻纤品种仍使用球法拉丝。日产只有一些特殊的玻纤品种仍使用球法拉丝。日产100100吨玻吨玻 璃的大型池窑可配备有璃的大型池窑可配备有100100块块16001600孔以上的大型漏板。孔以上的大型漏板。 玻璃纤维拉丝工艺技术向大漏板、大卷装、多分束、玻璃纤维拉丝工艺技术向大漏板、大卷装、多分束、 多元素方向发展。工业发达国家的池窑均采用多孔漏板多元素方向发展。工业发达国家的池窑均采用多孔漏板, , 漏板孔数多为漏板孔数多为800800、16001600、20002000、

10、40004000、60006000及及80008000孔。孔。 玻璃纤维行业玻璃纤维行业“十一五十一五”发展现发展现 状状 三大玻纤企业崛起三大玻纤企业崛起, ,成为国内产业发展的领头羊成为国内产业发展的领头羊 全球玻纤行业一直是寡头垄断格局。全球玻纤行业一直是寡头垄断格局。20052005年以前年以前, ,由由美国美国 欧文斯科宁、欧文斯科宁、PPGPPG和法国圣戈班和法国圣戈班占据占据60%60%以上的份额。以上的份额。 近近5 5年来年来, ,随着随着中国三大厂商巨石集团、重庆国际和泰山中国三大厂商巨石集团、重庆国际和泰山 玻纤玻纤每年每年30%30%的持续高速产能投入的持续高速产能投入

11、, ,中国三强不仅寡头垄断着中国三强不仅寡头垄断着 国内市场国内市场, ,也成为全球格局中新的寡头。也成为全球格局中新的寡头。 目前全球有六大玻纤供应商目前全球有六大玻纤供应商: :巨石、巨石、OCVOCV、重庆、重庆、PPGPPG、泰、泰 山、山、Johns ManivelJohns Manivel。玻纤行业集中度高。玻纤行业集中度高, ,六大厂商产能占到六大厂商产能占到 全球的全球的70%70%。 玻璃纤维的分类玻璃纤维的分类 玻璃纤维的分类方法很多玻璃纤维的分类方法很多, ,一般可从一般可从玻玻 璃原料成分璃原料成分、单丝直径单丝直径、纤维外观纤维外观及及纤维纤维 特性特性等方面进行分类

12、。等方面进行分类。 一般以不同的碱金属氧化物含量来区分。一般以不同的碱金属氧化物含量来区分。 无碱玻璃纤维无碱玻璃纤维（E E玻璃纤维）玻璃纤维） 碱金属氧化物含量碱金属氧化物含量 0.05%0.05% 化学稳定性、电绝缘性能、强度好化学稳定性、电绝缘性能、强度好 主要用作电绝缘材料、玻璃钢的增强材料等主要用作电绝缘材料、玻璃钢的增强材料等 中碱玻璃纤维中碱玻璃纤维（C C玻璃纤维）玻璃纤维） 碱金属氧化物含量碱金属氧化物含量11.5-12.5%11.5-12.5% 含碱量高含碱量高, ,不能用作电绝缘材料不能用作电绝缘材料, ,但其化学稳定性和强但其化学稳定性和强 度尚好。度尚好。 一般用作

13、乳胶布、方格布基材、酸性过滤布、窗纱基一般用作乳胶布、方格布基材、酸性过滤布、窗纱基 材等材等, ,也可作对电性能和强度要求不很严格的玻璃钢增强材也可作对电性能和强度要求不很严格的玻璃钢增强材 料。料。 成本较低成本较低, ,用途较广。用途较广。 高碱玻璃纤维（高碱玻璃纤维（A A玻璃纤维）玻璃纤维） 碱金属氧化物含量碱金属氧化物含量 1515 如采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料如采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料 拉制而成的玻璃纤维均属此类。拉制而成的玻璃纤维均属此类。 可用作蓄电瓶的隔离片、管道包扎布和毡片可用作蓄电瓶的隔离片、管道包扎布和毡片 等防水、防潮材料。等防水、防潮材料。

14、特种玻璃纤维特种玻璃纤维 由纯镁铝硅三元组成的由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维高强玻璃纤维（S Sglassglass）; ; 镁铝硅系镁铝硅系高强高弹玻璃纤维高强高弹玻璃纤维; ; 硅铝钙镁系硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维耐化学腐蚀玻璃纤维; ; 含铅纤维含铅纤维; ; 高硅氧纤维高硅氧纤维; ; 石英纤维等。石英纤维等。 (2) 以单丝直径分类以单丝直径分类 玻璃纤维单丝呈圆柱形玻璃纤维单丝呈圆柱形,以其直径的不同可以分以其直径的不同可以分 成几种成几种: 粗纤维粗纤维: 30m;初级纤维初级纤维:20m 中级纤维中级纤维:10m20m; 高级纤维高级纤维:3m10m(亦称纺织纤维亦称纺织纤

15、维); 超细纤维超细纤维:单丝直径小于单丝直径小于4m。 单丝直径的不同单丝直径的不同,不仅纤维的性能有差异不仅纤维的性能有差异,而而 且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般 5m10m纤维作为纺织制品用纤维作为纺织制品用;10m14m 的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等 较为适宜。较为适宜。 (3(3）按纤维性能分类）按纤维性能分类 这是一类为适应特殊使用要求这是一类为适应特殊使用要求, ,新发展起来的新发展起来的, ,纤维本身具纤维本身具 有某些特殊优异性能的新型玻璃纤维有某些特殊优异性能的新型玻璃

16、纤维, ,大致可分为大致可分为: : 高强玻璃纤维高强玻璃纤维; ; 高模量玻璃纤维高模量玻璃纤维; ; 耐高温玻璃纤维耐高温玻璃纤维; ; 耐碱玻璃纤维耐碱玻璃纤维; ; 耐酸玻璃纤维耐酸玻璃纤维; ; 普通玻璃纤维（指无碱及中碱玻璃纤维）普通玻璃纤维（指无碱及中碱玻璃纤维）; ; 光学纤维光学纤维; ; 低介电常数玻璃纤维低介电常数玻璃纤维; ; 导电纤维导电纤维 等等 无捻粗纱无捻粗纱 短切纤维短切纤维 玻璃粉玻璃粉 1.2 玻璃纤维的结构与组玻璃纤维的结构与组 成成 1.2.1 玻璃纤维的物态 玻璃纤维是纤维状的玻璃。玻璃纤维是纤维状的玻璃。 玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体。玻璃是无

17、色透明具有光泽的脆性固体。 定义定义: : 由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机 械性能的械性能的无定形无定形物体物体, ,各向同性的均质材料。各向同性的均质材料。 特点特点: :没有固定的熔点没有固定的熔点 1.2.2 玻璃纤维的结构玻璃纤维的结构 网络结构假说网络结构假说 玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相 互连成不规则三维网络互连成不规则三维网络,网络间的空隙由网络间的空隙由Na、K、Ca、Mg等等 阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃阳离子所填充。二氧化硅四面体

18、的三维网状结构是决定玻璃 性能的基础性能的基础,填充的填充的Na、Ca等阳离子称为网络改性物。等阳离子称为网络改性物。 玻璃纤维结构示意图玻璃纤维结构示意图 1.2.3 玻璃纤维的化学组成玻璃纤维的化学组成 玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅(SiO2)、 三氧化二硼三氧化二硼(B2O3)、氧化钙、氧化钙(CaO)、三氧化二铝、三氧化二铝 (Al2O3)等等 以二氧化硅为主以二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃的称为硅酸盐玻璃; ; 以三氧化二硼为主以三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。的称为硼酸盐玻璃。 氧化钠、氧化钾等碱性氧化物氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物为助熔

19、氧化物, ,它可它可 以降低玻璃的熔化温度和粘度以降低玻璃的熔化温度和粘度, ,使玻璃溶液中的气泡容使玻璃溶液中的气泡容 易排除易排除, ,它主要通过破坏玻璃骨架它主要通过破坏玻璃骨架, ,使结构疏松使结构疏松, ,从而达从而达 到助溶的目的。到助溶的目的。 氧化钠和氧化钾的含量越高氧化钠和氧化钾的含量越高,玻璃纤维的强度、电玻璃纤维的强度、电 绝缘性和化学稳定性会相应的降低绝缘性和化学稳定性会相应的降低 玻璃玻璃 纤维纤维 种类种类 国内外常用玻璃纤维的成分国内外常用玻璃纤维的成分 SiO2Al2O3CaOMgOZrO2B2O3Na2OK2O 无碱无碱1#54.1 0.7 15.0 0.5

20、16.5 0.5 4.5 0.5 9.0 0.5 0.5 无碱无碱2#54.5 0.7 13.8 0.5 16.2 0.5 4.0 0.5 9.0 0.5 2.0 无碱无碱5#61.5 0.7 6.6 0.5 9.5 0.5 4.2 0.5 11.5 0.5 0.5 中碱中碱 B17 66.84.78.54.2312 E53.516.311.34.4803 C65.0414368 S64.325.010.30.3 G-2071.01.016.02.49 A72.00.6102.514.2 E无碱玻璃纤维无碱玻璃纤维;C耐酸耐酸;S高强高强;G-20抗碱抗碱;A普通有碱普通有碱 1.3 玻璃纤维

21、的性能玻璃纤维的性能 1.3.1 玻璃纤维的物理性能玻璃纤维的物理性能 1. 外观和密度外观和密度 玻璃纤维呈表面光滑的圆柱体玻璃纤维呈表面光滑的圆柱体,表面光滑表面光滑,纤纤 维之间的抱合力非常小维之间的抱合力非常小,不利于和树脂粘结。玻不利于和树脂粘结。玻 璃纤维彼此相靠近时璃纤维彼此相靠近时,空隙填充得较为密实空隙填充得较为密实,有利有利 于提高玻璃钢制品的玻璃含量。于提高玻璃钢制品的玻璃含量。 纤维纤维 名称名称 羊毛羊毛蚕丝蚕丝棉花棉花人造丝人造丝尼龙尼龙碳纤维碳纤维 玻璃纤维玻璃纤维 无碱无碱有碱有碱 密度密度 g/cm3 1.28 1.33 1.30 1.45 1.50 1.60

22、 1.50 1.60 1.141.4 2.6 2.7 2.4 2.6 玻璃钢使用的玻璃纤维直径玻璃钢使用的玻璃纤维直径5m20m,其密其密 度较有机纤维大很多度较有机纤维大很多,但比一般金属密度要低。但比一般金属密度要低。 2. 力学性能力学性能 (1) 拉伸强度拉伸强度 玻璃纤维的拉伸强度比同成分的块状玻璃高几十倍玻璃纤维的拉伸强度比同成分的块状玻璃高几十倍 例例:块状有碱玻璃纤维的拉伸强度块状有碱玻璃纤维的拉伸强度:40MPa100MPa 玻璃纤维强度玻璃纤维强度:2000MPa 几种纤维材料和金属材料的强度几种纤维材料和金属材料的强度 羊毛羊毛亚麻亚麻棉花棉花生丝生丝尼龙尼龙 高强合高强

23、合 金钢金钢 铝合铝合 金金 玻璃玻璃 玻璃玻璃 纤维纤维 纤维纤维 直径直径 (m) 15 16 50 10 20 18块状块状块状块状块状块状块状块状58 拉伸拉伸 强度强度 (MPa) 100 300 350 300 700 440 300 600 1600 40 460 20 120 1000 3000 微裂纹假说微裂纹假说: 玻璃的理论强度很高玻璃的理论强度很高,可达可达2000 12000 MPa,但实测但实测 强度很低强度很低:在玻璃或玻璃纤维中存在着数量不等、尺寸不在玻璃或玻璃纤维中存在着数量不等、尺寸不 同的微裂纹同的微裂纹,大大降低了强度。微裂纹分布在玻璃或玻璃大大降低了强

24、度。微裂纹分布在玻璃或玻璃 纤维的整个体积内纤维的整个体积内,但以表面的微裂纹危害最大。由于微但以表面的微裂纹危害最大。由于微 裂纹的存在裂纹的存在,使玻璃在外力作用下受力不均使玻璃在外力作用下受力不均,微裂纹处产生微裂纹处产生 应力集中应力集中,从而使强度下降。从而使强度下降。 分子取向假说分子取向假说: 在玻璃纤维成型过程中在玻璃纤维成型过程中,由于拉丝机的牵引由于拉丝机的牵引 作用作用,使玻璃纤维分子产生定向排列使玻璃纤维分子产生定向排列,从而提高了从而提高了 玻璃纤维强度。玻璃纤维强度。 玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的玻璃纤维高温成型时减少了玻璃溶液的 不均一性不均一性, ,使微裂

25、纹产生的机会减少使微裂纹产生的机会减少; ;玻璃纤维玻璃纤维 的断面较小的断面较小, ,使微裂纹存在的几率也减少使微裂纹存在的几率也减少, ,从而从而 使玻璃纤维强度增高。使玻璃纤维强度增高。 影响玻璃纤维强度的因素影响玻璃纤维强度的因素: 纤维直径和长度对拉伸强度的影响纤维直径和长度对拉伸强度的影响 直径越细直径越细,拉伸强度越高拉伸强度越高 随着纤维长度的增加随着纤维长度的增加,拉伸强度显著下降拉伸强度显著下降 直径直径(m) 性能性能 457911 拉伸强度拉伸强度 (MPa) 3000 3800 2400 2900 1750 2150 12501 700 10501 250 玻璃纤维长

26、度玻璃纤维长度(mm)纤维直径纤维直径(m)平均拉伸强度平均拉伸强度(MPa) 5131500 2012.51210 9012.7360 156013720 化学组成对拉伸强度的影响化学组成对拉伸强度的影响 含碱量越高含碱量越高,强度越低。强度越低。 无碱玻璃纤维比有碱玻璃纤维的拉伸强度高无碱玻璃纤维比有碱玻璃纤维的拉伸强度高20%。 玻璃纤维玻璃纤维纤维直径纤维直径(m)拉伸强度拉伸强度 (MPa) 无碱无碱5.012000 有碱有碱4.701600 无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、结构键能大无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、结构键能大 氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物氧化钠、氧

27、化钾等碱性氧化物为助熔氧化物,它主要它主要 通过破坏玻璃骨架通过破坏玻璃骨架,使结构疏松使结构疏松,从而达到助溶的目的。从而达到助溶的目的。 氧化钠和氧化钾的含量越高氧化钠和氧化钾的含量越高,玻璃纤维的强度会相应玻璃纤维的强度会相应 的降低的降低 存放时间对强度的影响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玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低纤维的老化。纤维的老化。 原因原因:空气中的水分和氧气对纤维侵蚀空气中的水分和氧气对纤维侵蚀 施加负荷时间对强度的影响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玻璃纤维强度随着施加负荷时间的增长而降低 环境湿度较高时环

28、境湿度较高时,尤其明显尤其明显 原因原因:吸附在微裂纹中的水分吸附在微裂纹中的水分,在外力作用下在外力作用下,使微裂使微裂 纹扩展速度加速。纹扩展速度加速。 (2)玻璃纤维的弹性玻璃纤维的弹性 玻璃纤维的弹性模量玻璃纤维的弹性模量:在弹性范围内应力和应变关系的比例常数在弹性范围内应力和应变关系的比例常数 影响玻璃纤维的弹性模量的主要因素影响玻璃纤维的弹性模量的主要因素:化学组成化学组成 加入加入BeO、MgO能提高玻璃纤维的弹性模量能提高玻璃纤维的弹性模量 纤维种类纤维种类弹性模量弹性模量(MPa)拉伸率拉伸率(%) 无碱纤维无碱纤维(E)720003.0 有碱纤维有碱纤维(A)660002.

29、7 棉纤维棉纤维10000120001.8 羊毛纤维羊毛纤维60002535 亚麻纤维亚麻纤维300005000023 芳纶纤维芳纶纤维30002025 高合金钢高合金钢160000 铝合金铝合金4200046000 (3)玻璃纤维的耐磨性和耐折性玻璃纤维的耐磨性和耐折性 玻璃纤维的耐磨性和耐折性能很差玻璃纤维的耐磨性和耐折性能很差,尤其在潮湿环境下尤其在潮湿环境下 玻璃纤维表面吸附水分后能加速微裂纹的扩展玻璃纤维表面吸附水分后能加速微裂纹的扩展 改进玻璃纤维的柔性措施改进玻璃纤维的柔性措施:表面处理表面处理 0.2%阳离子活性剂水溶液处理阳离子活性剂水溶液处理 3. 玻璃纤维的热性能玻璃纤维

30、的热性能 (1) 玻璃纤维的导热性玻璃纤维的导热性 玻璃导热系数玻璃导热系数:0.7W/(mK)1.3W/(mK) 玻璃纤维导热系数玻璃纤维导热系数:0.034W/(mK) 原因原因:纤维间的空隙较大纤维间的空隙较大,容积密度较小容积密度较小,空气导热系数低空气导热系数低 物质物质 种类种类 容积密度容积密度 (kg/m3) 导热系数导热系数 W/(mK) 物质物质 种类种类 容积密度容积密度 (kg/m3) 导热系数导热系数 W/(mK) 羊毛羊毛800.0340.046玻璃纤维玻璃纤维800.034 蚕丝蚕丝1000.0460.052玻璃玻璃0.71.3 亚麻亚麻1300.0460.053

31、空气空气0.0246 原棉原棉810.0580.062水水0.60 1.3.2 玻璃纤维的化学性能玻璃纤维的化学性能 化学成分对玻璃纤维化学稳定性的影响化学成分对玻璃纤维化学稳定性的影响: 玻璃纤维除氢氟酸玻璃纤维除氢氟酸(HF)、浓碱、浓碱(NaOH)、浓磷酸外、浓磷酸外,对对 所有化学药品和有机溶剂有很好的化学稳定性。所有化学药品和有机溶剂有很好的化学稳定性。 无碱与中碱玻璃纤维性能对比无碱与中碱玻璃纤维性能对比 种类种类耐酸耐酸 性性 耐水耐水 性性 机械机械 强度强度 防老防老 化性化性 电绝电绝 缘性缘性 成本成本浸润剂浸润剂 适用条适用条 件件 无碱无碱一般一般好好高高较好较好好好

32、较高较高树脂易树脂易 渗透渗透 强度高强度高 的场合的场合 中碱中碱好好差差较低较低较差较差低低低低树脂渗树脂渗 透性差透性差 强度低强度低 的场合的场合 中碱玻璃纤维耐酸性好中碱玻璃纤维耐酸性好 酸与玻璃纤维表面的金属氧化物作用酸与玻璃纤维表面的金属氧化物作用,金属氧金属氧 化物化物(Na2O、K2O)离析、溶解离析、溶解;酸与玻璃纤维中硅酸与玻璃纤维中硅 酸盐作用生成硅酸酸盐作用生成硅酸,硅酸迅速聚合并凝成胶体硅酸迅速聚合并凝成胶体,在玻在玻 璃表面形成一层极薄的氧化硅保护膜璃表面形成一层极薄的氧化硅保护膜,实践证明实践证明 Na2O、K2O有利于这层保护膜的形成。有利于这层保护膜的形成。

33、 无碱玻璃纤维耐水性好无碱玻璃纤维耐水性好 水与玻璃纤维作用水与玻璃纤维作用,首先是侵蚀玻璃纤维表面的首先是侵蚀玻璃纤维表面的 碱金属氧化物碱金属氧化物,水呈现碱性水呈现碱性,随着时间增加随着时间增加,玻璃纤维玻璃纤维 与碱液继续作用与碱液继续作用,直至使二氧化硅骨架破坏。直至使二氧化硅骨架破坏。 1.4 玻璃纤维及其制品玻璃纤维及其制品 1.4.1.1 玻璃纤维的生产工艺玻璃纤维的生产工艺 坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝坩埚法拉丝、池窑漏板法拉丝 (1) 坩埚法拉丝工艺坩埚法拉丝工艺 生产工艺由制球和拉丝两部分组成生产工艺由制球和拉丝两部分组成 整个拉丝过程中加球和拉丝温度控整个拉丝过程中加球和

34、拉丝温度控 制是由自动控制装置来完成的制是由自动控制装置来完成的 1.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺玻璃纤维及其制品的生产工艺 1加料孔加料孔;2铂针铂针;3坩埚坩埚; 4电电 极板极板;5玻璃液玻璃液;6漏板漏板;7玻璃玻璃 纤维单丝纤维单丝;8集束轮集束轮; 9玻璃纤维原纱玻璃纤维原纱;10拉丝卷筒拉丝卷筒 (2) 池窑漏板法拉丝工艺池窑漏板法拉丝工艺 池窑拉丝是连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。池窑池窑拉丝是连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。池窑 拉丝是将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连拉丝是将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连 续玻璃纤维。续玻璃纤维。

35、 池窑拉丝与坩埚拉丝相比较池窑拉丝与坩埚拉丝相比较, ,具有如下优点具有如下优点: : 1. 省去制球工艺省去制球工艺,简化工艺流程简化工艺流程,效率高效率高; 2. 池窑拉丝一窑可安装池窑拉丝一窑可安装10块到上百块漏板块到上百块漏板,熔量大熔量大,生产能力高生产能力高; 3. 易实现自动化易实现自动化; 4. 适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维适于多孔大漏板生产玻璃钢适用的粗纤维; 5. 生产的废纱便于回炉。生产的废纱便于回炉。 池窑拉丝是国际上普遍采用的玻璃纤维生产新工艺池窑拉丝是国际上普遍采用的玻璃纤维生产新工艺,该技该技 术特点是术特点是,采用重油或燃气加热单元窑采用重油或燃气加热

36、单元窑,粉料直接熔化成玻璃粉料直接熔化成玻璃, 经燃气加热的成型通路经燃气加热的成型通路,由多台（数十到上百台）漏板同时拉由多台（数十到上百台）漏板同时拉 制各种规格的玻璃纤维原丝。具有生产规模大、效率高、能制各种规格的玻璃纤维原丝。具有生产规模大、效率高、能 耗低、产品质量好等优点耗低、产品质量好等优点,能适应能适应800至至4000孔大漏板拉丝成孔大漏板拉丝成 型的要求型的要求,是生产高质量、低成本玻璃纤维材料的最佳方法。是生产高质量、低成本玻璃纤维材料的最佳方法。 1.4.1.2 玻璃纤维制品的生产工艺玻璃纤维制品的生产工艺 生产玻璃纤维制品的主要设备是纺纱机和织布机生产玻璃纤维制品的主

37、要设备是纺纱机和织布机 1 1电熔池窑炉电熔池窑炉;2;2漏板漏板; ;3 3加浸润剂加浸润剂; ;4 4机械装置机械装置; ;5 5喷喷 射粘接剂射粘接剂; ;6 6金属网带金属网带; ;7 7固化装置固化装置; ;8 8卷筒卷筒 连续玻璃纤维毡生产示意图连续玻璃纤维毡生产示意图 1.4.2 玻璃纤维纱的规格及性能玻璃纤维纱的规格及性能 玻璃纤维纱可分无捻纱及有捻纱两种。玻璃纤维纱可分无捻纱及有捻纱两种。 无捻纱一般用增强型浸润剂无捻纱一般用增强型浸润剂, ,由原纱直接并股、络纱制成由原纱直接并股、络纱制成 有捻纱则多用纺织型浸润剂有捻纱则多用纺织型浸润剂, ,原纱经过退绕、加捻、并股、原纱

38、经过退绕、加捻、并股、 络纱而制成。络纱而制成。 由于生产玻璃纤维纱的纤维直径、支数及股数不同由于生产玻璃纤维纱的纤维直径、支数及股数不同, ,使使 无捻纱和有捻纱的规格有许多种。无捻纱和有捻纱的规格有许多种。 纤维支数有两种表示方法纤维支数有两种表示方法: : (1) 定质量法定质量法 用质量为用质量为1g的原纱的长度来表示的原纱的长度来表示,即即: 原纱克质量数）纤维质量（ 测量）纤维长度（通常用 纤维支数 m100 m100 例如例如:40支纱支纱,就是指质量为就是指质量为1g的原纱长的原纱长40m。 (2) 定长法定长法 目前国际上统一使用的方法目前国际上统一使用的方法, ,通称通称“

39、TEXTEX”( (公制号数公制号数) )。 1000m长的原纱的克质量。长的原纱的克质量。 例如例如:4“TEX”就是指就是指1000m原纱质量为原纱质量为4g。 捻度捻度 单位长度内纤维与纤维之间所加的转数单位长度内纤维与纤维之间所加的转数,以捻以捻m为单位为单位 Z捻捻(左捻左捻),顺时针方向加捻顺时针方向加捻; S捻捻(右捻右捻),逆时针方向加捻。逆时针方向加捻。 通过加捻可提高纤维的抱合力通过加捻可提高纤维的抱合力,改善单纤维的受力状况改善单纤维的受力状况,有利有利 于纺织工序的进行。捻度过大不易被树脂浸透。于纺织工序的进行。捻度过大不易被树脂浸透。 无捻粗纱中的纤维是平行排列的无捻

40、粗纱中的纤维是平行排列的,拉伸强度很高拉伸强度很高,易被易被 树脂浸透树脂浸透,故无捻粗纱多用于缠绕高压容器及管道等故无捻粗纱多用于缠绕高压容器及管道等,同时同时 也用于拉挤成型、喷射成型等工艺中。也用于拉挤成型、喷射成型等工艺中。 玻璃纤维及玻璃纤维制品玻璃纤维及玻璃纤维制品 1、无捻粗纱无捻粗纱 无捻粗纱是加工方格布、无捻粗纱是加工方格布、 网格布的基本原料网格布的基本原料, ,是是 玻璃钢基材最基本的原玻璃钢基材最基本的原 材料。材料。 喷射用无捻粗纱喷射用无捻粗纱,缠绕型无捻粗纱缠绕型无捻粗纱,拉挤用无捻粗纱及织造拉挤用无捻粗纱及织造 用无捻粗纱等用无捻粗纱等,用途十分广泛。用途十分广

41、泛。 种类种类 2、无碱布无碱布 无碱布是用无碱玻纤纱无碱布是用无碱玻纤纱 织造而成织造而成, ,具有优异的电气具有优异的电气 绝缘性、力学性能、耐热性绝缘性、力学性能、耐热性 及抗吸湿性。主要用于生产及抗吸湿性。主要用于生产 各种电绝缘层压板、印刷线各种电绝缘层压板、印刷线 路板、各种车辆车体、贮罐、路板、各种车辆车体、贮罐、 船艇、模具等船艇、模具等 无碱布还适合用作玻璃无碱布还适合用作玻璃 漆布漆布, ,玻璃布层压制品与覆玻璃布层压制品与覆 铜箔层压的基材铜箔层压的基材, ,以及玻璃以及玻璃 云母制品等的补强材料。云母制品等的补强材料。 3、短切玻璃纤维短切玻璃纤维 短切玻璃纤维短切玻璃

42、纤维, ,适应于各种不同的用途。采用适当的适应于各种不同的用途。采用适当的 浸润剂和集束数浸润剂和集束数, ,切成不同长度的玻璃纤维切成不同长度的玻璃纤维, ,在热固性在热固性, ,热热 塑性树脂增强材料中获得广泛的应用。塑性树脂增强材料中获得广泛的应用。 4、无捻方格布无捻方格布 以无捻粗纱织成的方格布以无捻粗纱织成的方格布,广泛应用于手糊玻璃钢广泛应用于手糊玻璃钢 (FRP)产品领域。产品领域。 5、玻璃纤维耐碱网布玻璃纤维耐碱网布 玻璃纤维耐碱网布是以中玻璃纤维耐碱网布是以中 碱或无碱玻璃纤维织物为基础碱或无碱玻璃纤维织物为基础, , 经耐碱涂层处理而成。该产品经耐碱涂层处理而成。该产品

43、 强度高、粘结性好、服帖性、强度高、粘结性好、服帖性、 定位性极佳定位性极佳, ,广泛应用于墙体增广泛应用于墙体增 强强, ,外墙保温外墙保温, ,屋面防水等方面屋面防水等方面, , 还可应用于水泥、塑料、沥青、还可应用于水泥、塑料、沥青、 大理石、马赛克等墙体材料的大理石、马赛克等墙体材料的 增强增强, ,是建筑行业理想的工程材是建筑行业理想的工程材 料。料。 6、膨体纱与膨体布膨体纱与膨体布 膨体纱由玻璃纤维纱经过高压空气装置膨体纱由玻璃纤维纱经过高压空气装置,特殊膨化而特殊膨化而 成成,该产品兼有连续长纤维的高强度该产品兼有连续长纤维的高强度,又有短切纤维的蓬松又有短切纤维的蓬松 性性,

44、具有耐高温、耐腐蚀、高过滤效果、高强度等特点具有耐高温、耐腐蚀、高过滤效果、高强度等特点,被被 广泛应用于过滤布、装饰布、绝缘织物等广泛应用于过滤布、装饰布、绝缘织物等,是石棉制品理想是石棉制品理想 的替代材料的替代材料,在环保工业方面应用广泛。在环保工业方面应用广泛。 膨体布是由膨体纱制造而成膨体布是由膨体纱制造而成, ,具有透气性好具有透气性好, ,容尘量容尘量 大、过滤效率高等特点。主要用于钢铁、水泥、发电等大、过滤效率高等特点。主要用于钢铁、水泥、发电等 行业的高温袋过滤器行业的高温袋过滤器; ;包装材料包装材料; ;装饰材料等。装饰材料等。 7、拉挤纱、拉挤纱 具有良好的耐磨性、柔软

45、具有良好的耐磨性、柔软 成性好、纤维光滑毛纱少、与成性好、纤维光滑毛纱少、与 苯乙烯有极好的相溶性苯乙烯有极好的相溶性, ,浸透速浸透速 度非常快。通过拉挤成型与聚度非常快。通过拉挤成型与聚 酯或环氧树脂结合成高强度的酯或环氧树脂结合成高强度的 玻璃钢制品。玻璃钢制品。 挤 拉 纱 产 品 特 性: 品名品名 产品产品 代号代号 浸润剂浸润剂 类型类型 含水率含水率 选用选用 树脂树脂 卷装量卷装量 (Kg) 无碱拉无碱拉 挤纱挤纱 ERL- 1200 硅烷类硅烷类0.18 聚酯或聚酯或 环氧环氧 200.5 无碱拉无碱拉 挤纱挤纱 ERL- 2400 硅烷类硅烷类0.18 聚酯或聚酯或 环氧

46、环氧 200.5 中碱拉中碱拉 挤纱挤纱 CRL- 1200 硅烷类硅烷类0.2 聚酯或聚酯或 环氧环氧 200.5 中碱拉中碱拉 挤纱挤纱 CRL- 2400 硅烷类硅烷类0.2 聚酯或聚酯或 环氧环氧 200.5 8、缠绕纱、缠绕纱 具有较好的成带性、柔软、纤维光滑、与苯乙烯有很好具有较好的成带性、柔软、纤维光滑、与苯乙烯有很好 的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃钢耐水性好。通过管道的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃钢耐水性好。通过管道 缠绕成型与聚酯或环氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。缠绕成型与聚酯或环氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。 品名品名 产品产品 代号代号 浸润剂浸润剂 类型类型 含

47、水率含水率 选用选用 树脂树脂 卷装量卷装量 (Kg) 无碱缠无碱缠 绕纱绕纱 ERC- 1200 硅烷类硅烷类0.18 聚酯或聚酯或 环氧环氧 200.5 无碱缠无碱缠 绕纱绕纱 ERC- 2400 硅烷类硅烷类0.18 聚酯或聚酯或 环氧环氧 200.5 中碱缠中碱缠 绕纱绕纱 CRC- 2400 硅烷类硅烷类0.2 聚酯或聚酯或 环氧环氧 200.5 9、喷射纱、喷射纱 具有较好的短切性能、具有较好的短切性能、 无静电、与苯乙烯有良好无静电、与苯乙烯有良好 的相溶性、浸透速度较快。的相溶性、浸透速度较快。 通过连续喷射法与聚酯或通过连续喷射法与聚酯或 环氧树脂结合成高强度的环氧树脂结合成

48、高强度的 玻璃钢制品。玻璃钢制品。 10、玻璃纤维套管、玻璃纤维套管 玻璃纤维套管是由无碱纱编织而成玻璃纤维套管是由无碱纱编织而成,用于电视、仪表、用于电视、仪表、 无线电、电视机、电扇及其他家用电器上。应用玻璃纤维无线电、电视机、电扇及其他家用电器上。应用玻璃纤维 套管的电线和电缆能提供良好的性能和可靠的绝缘。套管的电线和电缆能提供良好的性能和可靠的绝缘。 11、短切毡、短切毡 把玻璃纤维短切成约把玻璃纤维短切成约50mm长长,然后均匀沉降在成型带上然后均匀沉降在成型带上, 并敷上特种粘结剂形成短切毡并敷上特种粘结剂形成短切毡,它具有各向同性与树脂结合良它具有各向同性与树脂结合良 好的亲和性

49、好的亲和性,脱泡性、易成型等特点脱泡性、易成型等特点,广泛使用于手糊玻璃钢广泛使用于手糊玻璃钢 (FRP)及玻纤层压板材上。及玻纤层压板材上。 12、玻璃纤维方格布、玻璃纤维方格布 玻璃纤维方格布具有高强、耐腐、绝缘等特点。是制造玻璃纤维方格布具有高强、耐腐、绝缘等特点。是制造 玻璃钢制品基布。广泛应用于仪表、无线电贮槽建筑构件、玻璃钢制品基布。广泛应用于仪表、无线电贮槽建筑构件、 制造游艇、汽车车体、透明玻璃钢及手糊玻璃钢工艺上。制造游艇、汽车车体、透明玻璃钢及手糊玻璃钢工艺上。 13、无碱纤维带、无碱纤维带 无碱玻璃纤维带是电机及电器的良好的包扎绝缘材料无碱玻璃纤维带是电机及电器的良好的包

50、扎绝缘材料, 也是玻璃钢也是玻璃钢(FRP)用基材。用基材。 单丝处理单丝处理(浸润剂浸润剂) 纤维织物的表面处理纤维织物的表面处理(中间粘合剂中间粘合剂) 1.5.1 浸润剂浸润剂 在拉丝工艺中在拉丝工艺中,当玻璃液从漏板拉出单丝以后当玻璃液从漏板拉出单丝以后,要经过浸润要经过浸润 槽把浸润剂涂敷在玻璃纤维表面上。浸润剂可分为纺织型浸槽把浸润剂涂敷在玻璃纤维表面上。浸润剂可分为纺织型浸 润剂和增强型浸润剂。润剂和增强型浸润剂。 1. 浸润剂的作用浸润剂的作用 玻璃纤维突出的弱点玻璃纤维突出的弱点:较脆而且不耐磨较脆而且不耐磨,纤维之间的摩擦系纤维之间的摩擦系 数大。在拉丝和纺织过程中数大。在

51、拉丝和纺织过程中,纤维就难免出现断裂现象纤维就难免出现断裂现象,而且而且 刚拉出的纤维容易受到空气中水蒸汽的侵蚀刚拉出的纤维容易受到空气中水蒸汽的侵蚀,使其强度下降。使其强度下降。 浸润剂的作用浸润剂的作用:使多根单丝集中成股使多根单丝集中成股,增加原纱的耐磨性和提增加原纱的耐磨性和提 高拉伸强度高拉伸强度;保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。 (1) 纺织型浸润剂纺织型浸润剂 主要是满足纺织工序的要求。主要是满足纺织工序的要求。 使用该类浸润剂的玻璃纤维和织物作为玻璃钢的增强材使用该类浸润剂的玻璃纤维和织物作为玻璃钢的增强材 科时科时,事先必须对纤维和织物进行

52、表面处理。因为浸润剂中含事先必须对纤维和织物进行表面处理。因为浸润剂中含 石蜡和油剂石蜡和油剂,影响与树脂的粘结。影响与树脂的粘结。 纺织型浸润剂纺织型浸润剂 淀粉浸润剂淀粉浸润剂 石蜡乳剂石蜡乳剂 淀粉为主要的成膜剂优淀粉为主要的成膜剂优 点点:费用低、成膜性好、费用低、成膜性好、 易除掉易除掉 主要成分主要成分:石蜡、凡石蜡、凡 士林、硬脂酸、变压士林、硬脂酸、变压 器油等器油等 优点优点:润滑性、集束润滑性、集束 性好性好 (2)增强型浸润剂增强型浸润剂 由中间粘合剂、润滑剂、乳化剂等组分由中间粘合剂、润滑剂、乳化剂等组分,配成拉配成拉 丝用的浸润剂丝用的浸润剂,在拉丝过程中直接被覆于玻

53、璃纤维表面。在拉丝过程中直接被覆于玻璃纤维表面。 增强型浸润剂在一定程度上能满足拉丝工艺要求增强型浸润剂在一定程度上能满足拉丝工艺要求,而且而且 对纤维与树脂粘结影响不大。因此对纤维与树脂粘结影响不大。因此,在玻璃钢成型时不在玻璃钢成型时不 必除去必除去,可直接使用。在选用玻璃纤维及其织物时。必可直接使用。在选用玻璃纤维及其织物时。必 须根据树脂类型考虑采用何种浸润剂。须根据树脂类型考虑采用何种浸润剂。 1. 表面处理的意义表面处理的意义 表面处理表面处理:在玻璃纤维表面被覆一种叫做表面处理剂的在玻璃纤维表面被覆一种叫做表面处理剂的 特殊物质特殊物质,使玻璃纤维与合成树脂牢固地粘结在一起使玻璃

54、纤维与合成树脂牢固地粘结在一起,以达到以达到 提高玻璃钢性能的目的。表面处理剂处于玻璃纤维与合成树提高玻璃钢性能的目的。表面处理剂处于玻璃纤维与合成树 脂之间而使这两种性质不同的材料牢固地连接在一起。脂之间而使这两种性质不同的材料牢固地连接在一起。 事实证明事实证明,玻璃纤维及织物经过适当的表面处理后玻璃纤维及织物经过适当的表面处理后,不仅不仅 改进了玻璃纤维的耐磨、防水、电磁绝缘等性能改进了玻璃纤维的耐磨、防水、电磁绝缘等性能,而且对玻而且对玻 璃钢的强度璃钢的强度,特别是湿态下的强度提高有显著的效果。特别是湿态下的强度提高有显著的效果。 无论是自然老化还是人工加速老化试验无论是自然老化还是

55、人工加速老化试验,玻璃纤维未经玻璃纤维未经 处理剂处理而制作的玻璃钢处理剂处理而制作的玻璃钢,因老化而强度下降严重因老化而强度下降严重;经处理经处理 的强度下降缓慢的强度下降缓慢,且有更高的强度保留值。且有更高的强度保留值。 处理剂对聚酯玻璃钢人工气候处理剂对聚酯玻璃钢人工气候 老化强度的影响老化强度的影响 1沃兰处理沃兰处理;2-A-151处处 理理;3A-172处理处理;4未处理未处理 处理剂对聚酯玻璃钢自然曝晒处理剂对聚酯玻璃钢自然曝晒 后强度的影响后强度的影响 1沃兰处理沃兰处理;2-A-151处理处理;3 A-172处理处理;4未处理未处理 处理剂对玻璃钢海水浸泡后强度也有明显的影响

56、。玻璃处理剂对玻璃钢海水浸泡后强度也有明显的影响。玻璃 钢经处理的比末处理的原始强度只提高钢经处理的比末处理的原始强度只提高0.5倍左右倍左右,而经海水而经海水 浸泡浸泡1年后强度保留率却高年后强度保留率却高1倍以上。其中以沃兰处理的效果倍以上。其中以沃兰处理的效果 更好更好,在经在经1-3年的浸泡后年的浸泡后,竞比未处理的高近竞比未处理的高近2倍或更多。倍或更多。 处理剂对聚酯玻璃钢海水浸泡处理剂对聚酯玻璃钢海水浸泡 后强度的影响后强度的影响 1沃兰处理沃兰处理;2-A-151处处 理理;3A-172处理处理;4未处理未处理 表面处理剂不但能改善玻璃纤维及织物的性能表面处理剂不但能改善玻璃纤

57、维及织物的性能,而而 且在玻璃钢中还有它的独特作用。它既能与玻璃相连且在玻璃钢中还有它的独特作用。它既能与玻璃相连, 又能与树脂作用又能与树脂作用;既保护了玻璃纤维表面既保护了玻璃纤维表面,又大大地增强又大大地增强 了玻璃与树脂界面的粘结了玻璃与树脂界面的粘结,防止水分或其他有害介质的防止水分或其他有害介质的 侵入侵入,减少或消除界面的弱点减少或消除界面的弱点,改善了界面状态改善了界面状态,有效地传有效地传 递了应力递了应力,使玻璃钢这种复合材料的多种材料间能形成使玻璃钢这种复合材料的多种材料间能形成 一个牢固的整体。同时一个牢固的整体。同时,使用表面化学处理剂的玻璃钢使用表面化学处理剂的玻璃

58、钢 比未使用处理剂的比未使用处理剂的,其长期耐候性、耐水性、耐化学腐其长期耐候性、耐水性、耐化学腐 蚀性能均有大幅度改善蚀性能均有大幅度改善;机械强度有成倍的提高机械强度有成倍的提高;耐热性耐热性 和电性能也有很大改善。和电性能也有很大改善。 解释玻璃解释玻璃/树脂界面的理论树脂界面的理论:偶联理论、化学处理膜理论、偶联理论、化学处理膜理论、 物理吸附理论等物理吸附理论等,各种理论均存在一些不尽完善之处。各种理论均存在一些不尽完善之处。 偶联理论偶联理论 偶联剂是一种高分子化合物偶联剂是一种高分子化合物,这种化合物一般都含有两部这种化合物一般都含有两部 分性质不同的基团。一种官能团能很好与玻璃

59、纤维表面结合分性质不同的基团。一种官能团能很好与玻璃纤维表面结合; 另一种官能团能很好与合成树脂结合另一种官能团能很好与合成树脂结合(产生共聚产生共聚)。通过表面处。通过表面处 理剂把两种性能截然不同的物质联合起来理剂把两种性能截然不同的物质联合起来,形成一个统一的整形成一个统一的整 体。因此体。因此,把表面处理剂叫把表面处理剂叫“架桥剂架桥剂”,也叫也叫“偶联剂偶联剂”。这种。这种 中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。 b.b.偶联剂的作用偶联剂的作用: : 偶联作用偶联作用（既能与玻璃纤维相连（既能与玻璃纤维相连, ,又能与树脂间发生作用又能与树脂间发生作用

60、, ,从从 而增强界面的粘结）而增强界面的粘结） 保护作用保护作用（保护玻璃纤维的表面（保护玻璃纤维的表面, ,防止水分或其他有害介质防止水分或其他有害介质 侵入）侵入） 改善界面状态改善界面状态（减少或消除界面弱点（减少或消除界面弱点, ,改善界面状态改善界面状态, ,使应力使应力 有效传递）有效传递） 改善复合材料的性能改善复合材料的性能（改善玻璃钢性能（改善玻璃钢性能, ,如耐水性、耐化学如耐水性、耐化学 腐蚀性、力学性能、耐热性等）腐蚀性、力学性能、耐热性等） 通式通式: : R R: :CHCH3 3C CCHCH2 2, ,称为称为“沃兰沃兰”。 C C CrCr O O H Cl