国外玻纤纤材的新产品开发

国外玻纤纤材的新产品开发

1国外碳纤维制品根据法国斯巴特集团最近的报告，2006年世界纤维产量约为320万吨，包括约128万吨的热固性塑料、89.6万吨的热塑料、51.4万吨的纺织和851万吨的湿布。又据国外报道,近几年全球玻璃纤维年递增率保持在5%左右,其中美国2002年~2007年为2.5%,欧洲为4%,亚洲为7%,中国则为10%。若按此年增长率递增测算,则2010年全球玻璃纤维总产量可达390万吨左右。国外的玻璃纤维世界很精彩,产品日新月异、琳琅满目,目前已拥有5000多个品种,60000多个规格用途,遍及电子、通讯、建筑、化工、冶金、核能、航空、航天、兵器、舰艇、车船、海洋开发、及遗传工程等高新技术领域,可以毫不夸张地说,它的“足迹”已经上到九天“揽月”,下到五洋“捉鳖”,成为全球21世纪不可缺少的可持续发展的高新功能材料与结构材料。据悉,目前全球玻璃纤维总产量正以年平均增长16万吨~20万吨的规模,品种和规格以年平均增长1000种~1500种的速度迅猛发展!国外玻璃纤维制品,按用途划分基本上可以分为四大类:增强热固性材料用玻璃纤维制品、增强热塑性材料用玻璃纤维制品、增强沥青用玻璃纤维制品及玻璃纤维纺织制品。从总体上看,国外玻璃纤维增强制品约占总量的70%~75%,玻璃纤维纺织制品只占总量的25%~30%。但是,必须指出的是,国外玻璃纤维纺织制品是花色品种最多、发展最为迅速的一类。如国外的玻璃纤维纺织纱除传统工业用纺织纱外,还有膨体纱、浸渍纱、混纺纱、膜材用纱、铝液过滤纱、耐热缝纫纱、高强度纱、高硅氧纱及高弹性模量纱等;国外玻璃纤维织物除普通机织物外,还有针织物、网格织物、缝编织物及多轴向织物等。2进展之三:双组分纤维细纱现将国外玻璃纤维新产品开发现状简述于下:(1)美国PPG公司今年推出了新型短切原丝毡,提高产品均匀度,减少散丝,提高干态、湿态的拉伸强度,更利于手糊作业的裁切与铺层。另外,还推出了适合于喷射工艺的新型喷射无捻粗纱,它采用新型低溶性浸润剂,可以使树脂迅速而彻底地浸透无捻粗纱,从而减少滴料。该公司还开发出一种洁白度高并具有高溶性的无捻粗纱,它具有更好的切割性,静电荷积聚减少,用于生产汽车上的结构性部件,如轻型货车车厢的厢体及汽车的保险杠等。它还开发成功一种空气变形无捻粗纱。这是一种在特殊装置中,通过高压高速气流,使普通无捻粗纱毛圈变成空气变形无捻粗纱。它包含许多圈纱,因而许多纤维的方向垂直于无捻粗纱的长度方向。用这种无捻粗纱可以改变单向复合材料(如挤拉玻璃钢)的横向强度。该公司还开发成功一种与树脂相容的玻璃纤维细纱。用这种细纱织造的玻纤布不需要经过热清洗,可以直接进行表面化学处理。另外,开发成功一种直接细纱,其主要规格有20、68及136特克斯三种。这种直接细纱主要用于耐高温涂层制品。该公司还开发成功一种新型玻璃成分。这种新型玻璃成分有利环保,不仅可以用于生产玻璃纤维增强制品,还可以用于电绝缘用玻璃纤维细纱的生产。(2)日本国日东纺近年来开发成功一种被命名为“SP”的开纤电子布。这是继续将织造完毕的电子布,采用高压喷水针刺法进行再加工,由于布面受压,使经纱与纬纱露在布面的部分,均匀地形成扁平状,再经过热—化学处理最后定型的一种新型电子布。这种新型电子布由于经、纬纱被开松摊平,经、纬纱交叠处的凸起部分明显减小,空隙处全部塞满或缩小,整幅布面几乎没有缝隙,因而布面的平滑性大大提高。同时,还可大大提高电子布的树脂浸透性以及覆铜板的层间剥离性与尺寸稳定性。另外,在板的层压成型中,还可抑制树脂绝缘层中微孔的发生,这对改善板的耐离子迁移性,将起到良好的作用。(3)美国O.C公司开发成功一种适用于增强热塑性塑料用无捻粗纱。这种无捻粗纱在通过被覆模头时,纤维束能完全张开,使热塑料可以渗透到每根纤维之间,因此纤维在以后注射成型时,可避免机械损伤,在最终产品中纤维分布均匀,不会显露出来。由于纤维较长,故最终产品的机械强度提高很多。采用不同的浸润剂成分,这种无捻粗纱适用于尼龙、聚碳酸酯、缩醛及热塑性聚酯等树脂体系。还开发成功一种超高强玻璃纤维,其商品名称为ZenTron。据称,该纤维的抗拉强度比传统的E玻璃纤维高50%,要比S-2高强度玻璃纤维高15%。用这种玻璃纤维制成的产品,其抗冲击强度比相应的碳纤维复合材料高50%,同时,这种纤维还提高了复合材料的耐疲劳性。目前,O.C公司将这种纤维制成直接无捻粗纱。这种无捻粗纱悬垂性很低,纤维排列整齐,既有利于复合材料加工,又提高了复合材料的强度。该公司已开发出与环氧及乙烯基酯相容的浸润剂系统。这种纤维可适用于缠绕、拉挤等工艺,也可织成织物,比S-2高强度玻璃纤维获得更为广泛的应用。另外该公司还开发成功一种新型低气泡玻纤直接无捻粗纱。这种无捻粗纱是以无硼玻璃为原料,采用现代化的玻璃熔制成技术和先进的低气泡纤维成型技术制成,确保其气泡含量远低于0.5个/g。玻璃中的微观气泡大量减少后,就避免了空心纤维的形成,而空心纤维是提供电能通路,增加导电性,从而引起系统故障的原因。因此,这种新型直接无捻粗纱具有特别好的电阻性能,可适用于中压、高压输电和配电用途的拉挤玻璃钢棒形绝缘子。(4)法国圣戈班集团维托特克斯玻纤公司开发成功的新产品,包括汽车刹车材料用短切纤维/酚醛材料,用于食品加工厂的特种涂覆PTFE的玻纤防虫窗纱,玻璃纤维/聚合物纤维(聚合烯纤维、涤纶纤维等)复合的Twintex复合纤维等等。(5)美国赫氏公司开发成功遮阳织物系列产品,主要有下述几种:①Screenclassic:缎纹组织,用作室内外卷式百叶帘。②ScreenVison:蓆纹组织,用作室内百叶帘,开度系数有1%、3%、5%、10%几种。③Screen2::外侧白色,内侧深色,兼有视觉舒适和防热性能两种效果。④Screen+:它比传统百叶窗多供50%~100%的光线,实现完善的采光控制。⑤ScreenProgress:用于室内遮阳,为玻璃幕墙设计。⑥ScreenNature:用作室内卷式百叶帘,系无聚氯乙烯、无卤素环保织物。⑦OpaqueClassic:典型遮阳织物,用作室内外卷式百叶帘。⑧OpaqueNature:环保型遮阳织物,无聚氯乙烯,半透明,用作室内垂直百叶帘。(6)日本日东纺绩株式会社开发成功一种低介电常数电子布。该电子布的玻璃组分按重量百分比计:SiO2为50%~56%,Al2O3为14%~18%,B2O3为24%~28%,CaO为0~2.5%,MgO为0~2.5%,Li2O为0~0.15%,Na2O为0~0.15%,K2O为0~0.15%,TiO2为1%~4%。该电子布的特性是,室温下频率为1MHz的介电常数为4.2~4.8,介电正切为5×10-4~9×10-4。只有常用E型电子布的3/4左右。用该布生产出来的FR-4型覆铜板的介电常数值为3.6。它比采用E型电子布生产的FR-4型覆铜板的介电常数低20%~25%。由于它具有较低的介电常数及优良的耐水性和低热膨胀性,所以非常适用于制作高密度印制电路板,确保其特殊电性的要求。日本板玻璃公司也研制成功一种以SiO2,B2O3为主的新型电子玻璃成分,其介电常数不大于4.5。根据国外报道,上述这些新型玻璃成分的玻璃纤维与低介电常数的有机纤维——聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)及聚砜(PSF)等热塑性树脂纤维混纺或混织制成的电子布,有可能成为21世纪高级计算机用印制电路板的基材。(7)日本尤尼奇卡公司近年来研制成功超薄超轻电子布系列产品。其最薄的电子布公称厚度只有0.015mm,其最轻的电子布单位面积质量只有12g/m2。据称,这是目前全球最薄最轻的电子布。这种电子布表面非常光洁,没有凹凸不平现象,适于制作印制电路板及其它电子元件的增强基材。(8)日本旭一休贝尔公司近年来在开发薄型及极薄型开纤电子布方面,取得了显著成果。该类型电子布的型号有1037MS(厚度为0.028mm)、1067MS(厚度为0.032mm)、1080MS(厚度为0.049mm)、1084MS(厚度为0.051mm)、1086MS(厚度为0.054mm)、2319MS(厚度为0.083mm)、2116MS(厚度为0.093mm)及6911MS(厚度为0.097mm)。用上述薄型开纤布制成覆铜板,再制成薄型印制电路板,其板面的平整性、电性及热膨胀系数等,都具有明显的优异性。(9)美国BGF公司开发成功一种激光钻孔的薄型电子布。这种新型电子布具有表面光洁度高、尺寸稳定性好以及抗导电阳极丝等一系列优异特性,可以用于传统的织物结构和新型织物设计,并有多种后处理剂与之配套。(10)美国DS公司开发成功一种前处理电子布。这种新型电子布只采用一次浸润剂处理,可使浸润剂浸入电子原丝束内部。它既为电子纱的进一步纺织加工提供了所需的保护作用,又为电子布的树脂浸渍提供了所需的化学相容性,可取消热处理工序,降低生产成本,提高生产效率。尤为可贵的是,采用这种新型生产技术,其织成的电子布具有优良的界面、更高的强度、更好的电性能和热性能等。美国DS公司还研制成功一种新型无捻电子纱。这种电子纱在织造后,仍可保持其原来扁平的“带状”截面,从而使织造出来的电子布更薄、更平、质地更均匀、强度更高,可供印制电路行业用于高性能多层电路用途,高速数字用途及无线和微波用途。用其制成的印制电路板,可提高印制电路板的尺寸稳定性、激光钻孔性和电路可靠性,并且能使电路板更加微型化。(11)美国JohnsManville公司开发成功一种适用于多轴向制造工艺的新型直接无捻粗纱。这种无捻粗纱的线度有600tex、1200tex、2400tex和4800tex四种。该无捻粗纱适用于高速织造,毛丝含量低,纤维无断裂,同时还具有良好的耐疲劳性能。(12)法国圣戈班技术织物公司开发成功一种用于闭模成型工艺的新型高蓬松度夹芯复合毡。该产品以轻质玻纤/聚乙烯纤维针织物为芯,在其双面缝编短切玻璃纤维而制成。其主要特性是层合性能优良,容易操作;树脂流动极快;芯材蓬松,密度低,铺覆性好;表面光洁等。该产品适宜在汽车、船艇、安全帽、管道等行业中,用于任何闭模成型工艺(如RTM、轻型RTM和注入成型等)。该公司还开发成功多种非织造网格布。这是一种用某种胶粘剂把纬纱和经纱粘结固定的网格布。其标准结构是纱线在同一平面上并列的方形网格。其主要优点是成本低,可用于贴面材料、包装材料以及嵌入式增强材料。另一种是成对的纵向纱线与横向纱线一上一下相交的方形网格,其主要优点是粘结稳定、硬挺性好。还有一种是由纵向纱线与二斜向纱线构成的三轴向结构,其主要优点是具有各向同性的增强性能,可用作贴面材料和层合制品。再有一种是网格布与湿法玻纤薄毡或聚酯纤维薄毡粘贴复合的复合结构,其主要优点是能抗断裂、孔隙率易控制,可用于汽车、屋面及地板等。(13)法国FavierTPL公司与Schappe技术公司合作开发了聚醚醚酮(PEEK)/玻璃纤维复合编织物。这是将玻璃纤维纱切后与PEEK混合,然后纺织而成的套管。套管经热加工后制成医疗器械之类的制品。该产品可以迅速加工,适用于碳纤维相同的用途,其成本更低,它应用于医疗、航空航天、体育器械及汽车等行业。(14)美国Polystrand公司开发成功一种被许多材料专家视为新一代纤维增强塑料(FRP)之代表的复合材料。这种新材料是把定向的连续E玻璃纤维、S玻