在玻璃纖維拉絲成型過(guò)程中,浸潤(rùn)劑扮演著不可或缺的核心角色。這種涂覆于新生玻璃纖維表面的專(zhuān)用處理劑,是確保纖維順利生產(chǎn)、滿(mǎn)足后續(xù)加工并最終在復(fù)合材料中發(fā)揮優(yōu)異性能的關(guān)鍵物質(zhì)。

浸潤(rùn)劑的分類(lèi)
根據(jù)其主要成分、功能側(cè)重以及最終應(yīng)用領(lǐng)域,玻璃纖維浸潤(rùn)劑通常分為三大類(lèi):
1. 增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑:
核心目標(biāo): 最大化玻璃纖維在復(fù)合材料(尤其是熱固性、熱塑性塑料)中的增強(qiáng)效果和界面性能。
關(guān)鍵組分: 以偶聯(lián)劑(如硅烷類(lèi))為核心,輔以成膜劑(多為反應(yīng)性樹(shù)脂如環(huán)氧、聚酯、聚氨酯乳液)、潤(rùn)滑劑、抗靜電劑等。偶聯(lián)劑是連接無(wú)機(jī)玻璃與有機(jī)聚合物的關(guān)鍵“橋梁分子”。
特點(diǎn):涂覆后的原絲(稱(chēng)為“增強(qiáng)型原絲”)通常較硬、集束性好。主要用于直接短切、用于SMC/BMC、纏繞、拉擠、熱塑性粒料等復(fù)合材料成型工藝。不能直接用于紡織加工。
2. 紡織型浸潤(rùn)劑:
核心目標(biāo): 賦予玻璃纖維原絲優(yōu)異的紡織加工性能(如柔韌性、耐磨性、退解性、抗靜電性、抱合力),使其能夠順利通過(guò)整經(jīng)、織造、針織等紡織工序。
關(guān)鍵組分:以淀粉或油為主要成膜劑和粘結(jié)劑,輔以大量潤(rùn)滑劑(礦物油、乳化脂)、柔軟劑、抗靜電劑等。通常不含或僅含少量偶聯(lián)劑。
特點(diǎn): 涂覆后的原絲(稱(chēng)為“紡織紗”)柔軟、光滑、集束性相對(duì)較弱。主要用于生產(chǎn)各種玻璃纖維織物(布、帶、套管等)、縫紉線(xiàn)、過(guò)濾布等。其涂覆物在復(fù)合材料成型前通常需要被燒除(熱處理),并重新施加增強(qiáng)型浸潤(rùn)劑(后處理),否則界面結(jié)合很差。
3. 增強(qiáng)紡織型浸潤(rùn)劑:
核心目標(biāo):兼顧玻璃纖維原絲良好的紡織加工性能和其在復(fù)合材料中一定的增強(qiáng)界面性能。是前兩類(lèi)浸潤(rùn)劑的折中方案。
關(guān)鍵組分:既含有一定量的偶聯(lián)劑(但比例通常低于純?cè)鰪?qiáng)型),也含有能提供紡織性能成膜劑(如改性淀粉或合成樹(shù)脂)和潤(rùn)滑劑。
特點(diǎn): 原絲性能介于增強(qiáng)型和紡織型之間,具有一定的柔韌性和可織性,同時(shí)保留了一定的與樹(shù)脂的相容性。主要用于生產(chǎn)一些對(duì)界面要求不是極高、且需要一定紡織加工步驟的復(fù)合材料用織物(如某些層壓板基布、針刺氈基材)。部分產(chǎn)品可在復(fù)合材料成型時(shí)免去后處理工序,簡(jiǎn)化流程。
總結(jié)
浸潤(rùn)劑遠(yuǎn)非簡(jiǎn)單的“潤(rùn)滑涂層”,它是貫穿玻璃纖維從拉絲成型到后道加工直至復(fù)合材料應(yīng)用全生命周期的關(guān)鍵材料。其精心設(shè)計(jì)的復(fù)雜多相結(jié)構(gòu),賦予了玻璃纖維單絲集束能力、加工性能和至關(guān)重要的界面結(jié)合功能。根據(jù)最終產(chǎn)品的用途(紡織制品 or 復(fù)合材料增強(qiáng)材料)精準(zhǔn)選擇和施加相應(yīng)類(lèi)型的浸潤(rùn)劑(增強(qiáng)型、紡織型、增強(qiáng)紡織型),是確保玻璃纖維及其終端制品性能優(yōu)異、生產(chǎn)高效的核心工藝環(huán)節(jié)。它完美地詮釋了表面化學(xué)在材料工程中的強(qiáng)大作用。
(本文來(lái)源于“新型玻璃鋼漁船”公眾號(hào),轉(zhuǎn)載須經(jīng)同意)
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