增強(qiáng)材料

      增強(qiáng)材料是玻璃鋼制品的支撐骨架，它基本上決定了拉擠制品的力學(xué)性能，增強(qiáng)材料的使用對減少制品收縮、提高熱變形溫度和低溫沖擊強(qiáng)度也有一定的作用。

      在玻璃鋼產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，增強(qiáng)材料的選用應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的成型工藝，因?yàn)樵鰪?qiáng)材料的種類、鋪設(shè)方式、含量對玻璃鋼制品的性能影響較大，它們基本上決定了玻璃鋼制品的機(jī)械強(qiáng)度和彈性模量，采用不同增強(qiáng)材料的拉擠制品的性能也有所不同。

      此外，在滿足成型工藝的產(chǎn)品性能要求的同時(shí)，還應(yīng)考慮成本，應(yīng)盡量選擇便宜的增強(qiáng)材料，一般玻璃纖維原絲的無捻粗紗比纖維織物成本低；氈比布成本低、防滲性好，但強(qiáng)度低；中堿纖維較無堿纖維便宜，但隨含堿量增加，其耐堿性、耐腐蝕性、電性能都會下降。

常用的增強(qiáng)材料的品種如下：

1、無捻玻璃纖維粗紗

      采用增強(qiáng)型浸潤劑，無捻玻璃纖維粗紗可分為合股原絲、直接無捻粗紗及膨體無捻粗紗三種。合股原絲由于張力不均勻，易產(chǎn)生懸垂現(xiàn)象，使得在拉擠設(shè)備進(jìn)料端形成松弛的圈結(jié)，影響作業(yè)順利進(jìn)行。直接無捻粗紗具有集束性好、樹脂浸透速度快、制品力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)，所以目前大多趨向與應(yīng)用直接無捻粗紗。膨體無捻粗紗有利于提高制品的橫向強(qiáng)度，如卷曲無捻粗紗和空氣變形無捻粗紗等。膨體無捻粗紗兼有連續(xù)長纖維的高強(qiáng)度和短纖維的蓬松性，是一種耐高溫、低熱導(dǎo)率、耐腐蝕、高容空量、高過濾效率的材料，膨體無捻粗紗中有部分纖維蓬松成單絲狀態(tài)，所以還能改善拉擠成型制品的表面質(zhì)量。目前膨體無捻粗紗在國內(nèi)外已得到廣泛使用，用于裝飾或工業(yè)用編織無的徑紗和緯紗，也可用于生產(chǎn)摩擦、絕緣、防護(hù)或密封材料。

      用于拉擠成型的無捻玻璃纖維粗紗的性能要求如下：①不產(chǎn)生懸垂現(xiàn)象；②纖維張力均勻；③成束性好；④耐磨性好；⑤斷頭少，不易起毛；⑥浸潤性好，樹脂浸漬速度快；⑦強(qiáng)度和剛度大。

2、玻璃纖維氈

      為了使拉擠成型玻璃鋼制品具有足夠的橫向強(qiáng)度，使用短切原絲氈、連續(xù)原絲氈、組合氈、無捻粗紗織物等增強(qiáng)材料。連續(xù)原絲氈是目前用得普遍的玻璃纖維橫向增強(qiáng)材料之一，為提高產(chǎn)品外觀效果，有時(shí)也用表面氈。

      連續(xù)原絲氈是由若干層圓狀隨機(jī)鋪放的連續(xù)玻璃纖維組成的，纖維之間用粘結(jié)劑黏結(jié)。表面氈則是將定長短切原絲隨機(jī)均勻鋪放，并用粘結(jié)劑黏結(jié)而成的薄如紙的氈，纖維含量為5%~15%，其厚度為0.3~0.4mm。它可以使制品表面光滑、美觀，并提高制品的耐老化性。

      玻璃纖維縫編氈是將短切成一定長度的玻璃纖維原絲，無定向沉降后，用有機(jī)纖維縫編而成。適用于模壓、拉擠、注射成型（RTM）、纏繞等多種成型工藝。主要特點(diǎn)為：厚薄均勻，無羽毛、污漬、雜物等疵點(diǎn)；不易產(chǎn)生位移變形，耐沖刷性好；既有布的方向性，又具有氈的多向性；良好的工藝性；快的浸透速度，良好的玻璃鋼性能。

      玻璃纖維復(fù)合氈是由玻璃纖維無捻粗紗做單向平行排列，外一層復(fù)合短切成一定長度的玻璃纖維紗或短切氈，用有機(jī)纖維縫制而成的。主要是用于玻璃鋼拉擠成型、RTM成型、手糊成型等工藝 ，終端產(chǎn)品主要有玻璃鋼船體、汽車外殼、板材、型材等。纖維結(jié)構(gòu)具有可設(shè)計(jì)性，能再一定方向上提供高強(qiáng)度；纖維布易產(chǎn)生位移變形，易于操作；織物中不含任何黏結(jié)劑，易浸透；結(jié)構(gòu)的復(fù)合性可減少鋪層，有效提高生產(chǎn)效率。

      玻璃纖維氈的特點(diǎn)是：鋪覆性好，易被樹脂浸透，含膠量較高。

拉擠成型工藝對玻璃纖維氈的要求如下：

（1）具有較高的機(jī)械強(qiáng)度；

（2）對于化學(xué)黏結(jié)的短切原絲氈，粘結(jié)劑能耐浸膠及成型時(shí)的化學(xué)和熱作用，以保證成型過程中仍有足夠的強(qiáng)度；

（3）浸潤性好；

（4）起毛少、斷頭少。

3、聚酯纖維表面氈

      聚酯纖維表面氈是拉擠工業(yè)新型的一種增強(qiáng)纖維材料。美國有一種商品名叫NEXUS，廣泛用于拉擠制品，取代玻璃纖維表面氈，效果很好，成本也較低，已成功應(yīng)用10多年。

采用聚酯纖維表面氈的優(yōu)點(diǎn)如下：

①可改善制品的抗沖擊、耐腐蝕及耐大氣老化性能。

②可改善制品的表面狀態(tài)，使制品表面更加光滑。

③聚酯纖維表面氈的貼覆性能與拉伸性能都比C玻璃纖維表面氈好得多，拉擠過程中不易產(chǎn)生斷頭，較少停車事故。

④可以提高拉擠速度。

⑤可減輕模具磨損，提高模具的使用壽命。

4、玻璃布帶

      在一些特殊拉擠制品中，為滿足一些特殊的性能要求，采用了定寬度且厚度小與0.2mm的玻璃布，其拉伸強(qiáng)度、橫向強(qiáng)度都非常好。

5、二維織物、三維織物的應(yīng)用

      拉擠成型的復(fù)合材料制品的橫向力學(xué)性能較差。采用雙向編織物有效的提高拉擠制品的強(qiáng)度和剛度。這種編織物的徑向與緯向不是相互交織，而是用另外一種編織材料使其相互纏繞，因而與傳統(tǒng)的玻璃布完全不同，每個(gè)方向的纖維都處于準(zhǔn)直狀態(tài)，不形成任何彎曲，從而使拉擠制品的強(qiáng)度和強(qiáng)度都比連續(xù)氈構(gòu)成的復(fù)合材料高得多。

      目前，三維編織技術(shù)已成為復(fù)合材料工業(yè)中有吸引力、也活躍的技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域。根據(jù)載荷要求直接把增強(qiáng)纖維編織成具有三維結(jié)構(gòu)，而形狀與它所構(gòu)成的復(fù)合材料制品的形狀相同的結(jié)構(gòu)物，三維織物用于拉擠工藝可克服傳統(tǒng)增強(qiáng)纖維拉擠成型制品層間剪切強(qiáng)度低、易于分層等缺點(diǎn)，其層間性能相當(dāng)理想。