复合材料概论8玻璃纤维2PPT学习教案

1、会计学1复合材料概论复合材料概论8玻璃纤维玻璃纤维27.4 玻璃纤维及其制品玻璃纤维及其制品7.4.1.1 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生产工艺由制球和拉丝两部分组成两部分组成整个拉丝过程中加球和整个拉丝过程中加球和拉丝温度控制是由自动拉丝温度控制是由自动控制装置来完成的控制装置来完成的 7.4.1 玻璃纤维及其制品的生玻璃纤维及其制品的生产工艺产工艺1加料孔；加料孔；2铂针；铂针；3坩埚；坩埚； 4电极板；电极板；5玻璃液；玻璃液；6漏板漏板；7玻璃纤维单丝；玻璃纤维单丝；

2、8集束轮；集束轮；9玻璃纤维原纱；玻璃纤维原纱；10拉丝卷筒拉丝卷筒第1页/共56页(2) 池窑漏板法拉丝工艺池窑漏板法拉丝工艺 连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数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。的连续玻璃纤维。 池窑拉丝池窑拉丝( (与坩埚拉丝相比较与坩埚拉丝相比较) )的优点：的优点： 1. 省去制球工艺，简化工艺流程，效率高；省去制球工艺，简化工艺流程，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，熔量大，块到上百块漏板，熔量大，生产能力高；生产能力高；3

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。第2页/共56页7.4.1.2 玻璃纤维制品的生产工艺玻璃纤维制品的生产工艺主要设备：纺纱机和织布机主要设备：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喷射粘接剂；喷射粘接剂；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第3页/共56页7.4.2 玻璃纤维纱的规格及性能玻璃纤维纱的规格及性

4、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，由原纱直接并股、无捻纱一般用增强型浸润剂，由原纱直接并股、络纱制成络纱制成 有捻纱则多用纺织型浸润剂，原纱经过退绕、加有捻纱则多用纺织型浸润剂，原纱经过退绕、加捻、并股、络纱而制成。捻、并股、络纱而制成。 根据纤维直径、支数及股数不同，无捻纱和有根据纤维直径、支数及股数不同，无捻纱和有捻纱的规格有许多种。捻纱的规格有许多种。 第4页/共56页捻度捻度 单位长度内纤维与纤维之间所加的转数，以捻单位长度内纤维与纤维之间所加的转数，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

5、捻；S捻捻(右捻右捻)，逆时针方向加捻。，逆时针方向加捻。 加捻的作用：加捻的作用：提高纤维的抱合力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，利于纺织工序的进行。利于纺织工序的进行。缺点：缺点：捻度过大不易被树脂浸透。捻度过大不易被树脂浸透。 第5页/共56页第6页/共56页 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，即：的原纱的长度来表示，即： 原纱克质量数）纤维质量（测量）纤维长度（通常用纤维支数m100m10040支纱支纱(2) 定长法定长法 目前国际上统一使用的方法，通称目前国际上统一使用的方法

6、，通称“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。 4“TEX”质量为质量为1g的原纱长的原纱长40m。1000m原纱质量为原纱质量为4g。第7页/共56页第8页/共56页1、无捻粗纱无捻粗纱 无捻粗纱是由平行原无捻粗纱是由平行原丝或平行单丝集束而成丝或平行单丝集束而成。无捻粗纱是加工方格。无捻粗纱是加工方格布、网格布的基本原料布、网格布的基本原料，是玻璃钢基材最基本，是玻璃钢基材最基本的原材料。的原材料。 喷射用无捻粗纱，缠绕型无捻粗纱，拉挤用无捻粗纱及织喷射用无捻粗纱，缠绕型无捻粗纱，拉挤用无捻粗纱及织造用无捻粗纱等，用途十分广泛。造用无捻

7、粗纱等，用途十分广泛。 种类种类第9页/共56页2、无碱布无碱布 无碱布是用无碱玻纤无碱布是用无碱玻纤纱织造而成，具有优异的纱织造而成，具有优异的电气绝缘性、力学性能、电气绝缘性、力学性能、耐热性及抗吸湿性。主要耐热性及抗吸湿性。主要用于生产各种电绝缘层压用于生产各种电绝缘层压板、印刷线路板、各种车板、印刷线路板、各种车辆车体、贮罐、船艇、模辆车体、贮罐、船艇、模具等具等 无碱布还适合用作玻璃无碱布还适合用作玻璃漆布，玻璃布层压制品与漆布，玻璃布层压制品与覆铜箔层压的基材，以及覆铜箔层压的基材，以及玻璃云母制品等的补强材玻璃云母制品等的补强材料。料。第10页/共56页第11页/共56页3、短切

8、玻璃纤维短切玻璃纤维 短切玻璃纤维，适应于各种不同的用途。采用适当短切玻璃纤维，适应于各种不同的用途。采用适当的浸润剂和集束数，切成不同长度的玻璃纤维，在热固的浸润剂和集束数，切成不同长度的玻璃纤维，在热固性，热塑性树脂增强材料中获得广泛的应用。性，热塑性树脂增强材料中获得广泛的应用。 第12页/共56页4、无捻方格布无捻方格布 以无捻粗纱织成的方格布，广泛应用于手糊玻璃钢以无捻粗纱织成的方格布，广泛应用于手糊玻璃钢(FRP)产品领域。产品领域。 第13页/共56页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玻璃纤维耐碱网布是以中碱或无碱玻璃纤维织以中碱或无碱玻璃纤维织物为基础，经

9、耐碱涂层处物为基础，经耐碱涂层处理而成。该产品强度高、理而成。该产品强度高、粘结性好、服贴性、定位粘结性好、服贴性、定位性极佳，广泛应用于墙体性极佳，广泛应用于墙体增强，外墙保温，屋面防增强，外墙保温，屋面防水等方面，还可应用于水水等方面，还可应用于水泥、塑料、沥青、大理石泥、塑料、沥青、大理石、马赛克等墙体材料的增、马赛克等墙体材料的增强，是建筑行业理想的工强，是建筑行业理想的工程材料。程材料。第14页/共56页6、膨体纱与膨体布膨体纱与膨体布 膨体纱由玻璃纤膨体纱由玻璃纤维纱经过高压空气装置维纱经过高压空气装置，特殊膨化而成，该产，特殊膨化而成，该产品兼有连续长纤维的高品兼有连续长纤维的高

10、强度，又有短切纤维的强度，又有短切纤维的蓬松性，具有耐高温、蓬松性，具有耐高温、耐腐蚀、高过滤效果、耐腐蚀、高过滤效果、高强度等特点，被广泛高强度等特点，被广泛应用于过滤布、装饰布应用于过滤布、装饰布、绝缘织物等，是石棉、绝缘织物等，是石棉制品理想的替代材料，制品理想的替代材料，在环保工业方面应用广在环保工业方面应用广泛。泛。 第15页/共56页 膨体布是由膨体布是由膨体纱制造而成膨体纱制造而成，具有透气性好，具有透气性好，容尘量大、过，容尘量大、过滤效率高等特点滤效率高等特点。主要用于钢铁。主要用于钢铁、水泥、发电等、水泥、发电等行业的高温袋过行业的高温袋过滤器；包装材料滤器；包装材料；装饰

11、材料等。；装饰材料等。 第16页/共56页7、拉挤纱、拉挤纱 具有良好的耐磨性、具有良好的耐磨性、柔软成性好、纤维光滑毛柔软成性好、纤维光滑毛纱少、与苯乙烯有极好的纱少、与苯乙烯有极好的相溶性，浸透速度非常快相溶性，浸透速度非常快。通过拉挤成型与聚酯或。通过拉挤成型与聚酯或环氧树脂结合成高强度的环氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。玻璃钢制品。 第17页/共56页挤拉纱产品特性：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

12、烷类0.18聚酯或聚酯或环氧环氧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第18页/共56页8、缠绕纱、缠绕纱 具有较好的成带性、柔软、纤维光滑、与苯乙具有较好的成带性、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。通过管道缠绕成型与聚酯或环氧树脂结合水性好。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。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水率含

13、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第19页/共56页9、喷射纱、喷射纱 具有较好的短切性具有较好的短切性能、无静电、与苯乙能、无静电、与苯乙烯有良好的相溶性、烯有良好的相溶性、浸透速度较快。通过浸透速度较快。通过连续喷射法与聚酯或连续喷射法与聚酯或环氧树脂结合成高强环氧树脂结合成高强度的玻璃钢制品。度的玻璃钢制品。第20页/共56页10

14、、玻璃纤维套管、玻璃纤维套管 玻璃纤维套管是玻璃纤维套管是由无碱纱编织而成，由无碱纱编织而成，用于电视、仪表、无用于电视、仪表、无线电、电视机、电扇线电、电视机、电扇及其他家用电器上。及其他家用电器上。应用玻璃纤维套管的应用玻璃纤维套管的电线和电缆能提供良电线和电缆能提供良好的性能和可靠的绝好的性能和可靠的绝缘。缘。第21页/共56页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，然后均匀沉降长，然后均匀沉降在成型带上，并敷上特种粘结剂形成短切毡，它具在成型带上，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好的亲和性，脱泡性、易有各向同性与树脂结合良好的亲和性，

15、脱泡性、易成型等特点，广泛使用于手糊玻璃钢成型等特点，广泛使用于手糊玻璃钢(FRP)及玻纤及玻纤层压板材上。层压板材上。第22页/共56页12、连续原丝毡、连续原丝毡 连续原丝毡是新型玻纤无纺增强材料，广泛连续原丝毡是新型玻纤无纺增强材料，广泛用于高质量玻璃钢的模压和拉挤成型工艺。该技用于高质量玻璃钢的模压和拉挤成型工艺。该技术以玻璃纤维原丝为原料，经机械铺叠制成高强术以玻璃纤维原丝为原料，经机械铺叠制成高强度无纺毡，产品规格为度无纺毡，产品规格为225900克克/平方米平方米第23页/共56页13、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

16、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。第24页/共56页14、无碱纤维、无碱纤维带带 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扎绝缘材料，也是玻璃钢，也是玻璃钢(FRP)用基材。用基材。第25页/共56页单丝处理单丝处理( (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) )第26页/共56页n 浸润剂的作用：浸润剂的作

17、用： 使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉使多根单丝集中成股，增加原纱的耐磨性和提高拉伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。伸强度；保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。第27页/共56页第28页/共56页 (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，事先必须对纤维和织物进行表面处理。因为浸润剂中科时，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，影响与树脂的粘结。含石蜡和油剂，影响与树脂的粘结。纺织型浸润纺织型浸润剂剂淀粉浸润

18、淀粉浸润剂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：费用低、成膜性好点：费用低、成膜性好、易除掉、易除掉主要成分：石蜡、凡士林、主要成分：石蜡、凡士林、硬脂酸、变压器油等硬脂酸、变压器油等优点：润滑性、集束性好优点：润滑性、集束性好第29页/共56页第30页/共56页第31页/共56页第32页/共56页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处理；处理；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-15

19、1处理；处理；3A-172处理；处理；4未处理未处理第33页/共56页 处理剂对玻璃钢海水浸泡后强度也有明显的影响。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，而经海水倍左右，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，在经更好，在经1-3年的浸泡后，竞比未处理的高近年的浸泡后，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处理；

20、处理；3A-172处理；处理；4未处理未处理第34页/共56页第35页/共56页第36页/共56页第37页/共56页n 偶联理论偶联理论 偶联剂是一种高分子化合物，这种化合物一般都含有两偶联剂是一种高分子化合物，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纤维表面结部分性质不同的基团。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。通过表面处理剂把两种性能截然不同的物质联合起来，形成一个统面处理剂把两种性能截然不同的物质联合起来，形成一个统一的整体。因此，把表面处理剂叫一的整体。因此，把表

21、面处理剂叫“架桥剂架桥剂”，也叫，也叫“偶联偶联剂剂”。这种中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。这种中间连接作用叫架桥作用或偶联作用。第38页/共56页第39页/共56页CHCOOCrCl2OHCrCl2CH3CH3第40页/共56页CHCH2CHCH2O第41页/共56页牌号牌号化学名称化学名称结构式结构式适用范围适用范围国内国内国外国外热固性热固性热塑性热塑性沃兰沃兰Volan甲基丙烯甲基丙烯酸氯化铬酸氯化铬盐盐酚醛酚醛聚酯聚酯环氧环氧聚乙烯聚乙烯聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯A-151乙烯基三乙烯基三乙氧基硅乙氧基硅烷烷聚酯聚酯硅树脂硅树脂聚酰亚胺聚酰亚胺聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚氯乙烯

22、聚氯乙烯KH-550A-1100AYM-9-胺基丙胺基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷基硅烷环氧环氧酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺PVC聚碳聚碳酸酯酸酯尼龙尼龙聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯KH-560A-187Y-4087Z-6040KBM-403-缩水甘缩水甘油醚丙基油醚丙基三甲氧基三甲氧基硅烷硅烷聚酯、环聚酯、环氧、酚醛、氧、酚醛、三聚氰胺三聚氰胺聚碳酸酯聚碳酸酯尼龙尼龙聚苯乙烯聚苯乙烯聚丙烯聚丙烯CHCOOCrCl2OHCrCl2CH3CH3H2N(CH2)3Si(OC2H5)3OCH2CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3常用玻璃纤维表面处理剂常用玻璃纤维表面处理剂CH2CHSi(OC2H5)3第4

23、2页/共56页牌号牌号化学名称化学名称结构式结构式适用范围适用范围国内国内国外国外热固性热固性热塑性热塑性KH-570A-174Z-6030KBM-503-甲基丙甲基丙烯酸丙基烯酸丙基三甲氧基三甲氧基硅烷硅烷聚酯聚酯环氧环氧聚苯乙烯聚苯乙烯聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯南大南大-42苯胺甲基苯胺甲基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷环氧环氧酚醛酚醛尼龙尼龙A-172乙烯基三乙烯基三(-甲氧乙甲氧乙氧基氧基)硅烷硅烷聚酯聚酯环氧环氧聚丙烯聚丙烯KH-580-巯基丙基巯基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷环氧环氧酚醛酚醛PVC聚苯乙烯聚苯乙烯聚胺酯聚胺酯CH2CCH3COO(CH2)3Si(OCH3)3CH2CHSi(OC2H4OCH3)3NHCH2Si(OC2H5)3HS(CH2)3Si(OC2H5)3第43页/共56页牌号牌号化学名称化学名称结构式结构式适用范围适用范围国内国内国外国外热固性热固性热塑性热塑性KH-590A-189Z-6060Y-5712-巯基丙巯基丙基三甲氧基三甲氧基硅烷基硅烷大部分大部分都适用都适用聚苯乙烯聚苯乙烯B201二乙烯三二