试析无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的研制与应用研究

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1、山东大学硕士学位论文无碱玻璃纤维增强纺织型浸润剂的研制与应用研究姓名：李伟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：冯圣玉20060920原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：碰日期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的

2、规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：之墨虹导师签名：冱熟日山东大学硕士学位论文摘要与普通的增强型玻璃纤维、纺织型玻璃纤维比较，增强纺织型玻璃纤维具有强度高、耐磨性好、与树脂浸透快、能经受较为苛刻的织造条件等特点，传统的增强型浸润剂、纺织型浸润剂生产的玻璃纤维都难以达到此要求。纺织型浸

3、润剂用纱织造成的玻纤薄布，因为玻璃纤维表层涂有一层淀粉保护膜与树脂基体结合能力较差，所以须经热清洗去除浸润剂涂层后方能使用。并且该布在连续热处理、长时间焖炉焖烧后布面强度损失很大，这点虽对覆铜箔板用玻纤基布不存在问题，但对承受较大应力的结构材料用纱强度损失太大，难于满足玻纤纱三向织物编织的工艺要求。并且淀粉型生产、加工工艺复杂，玻纤纱退解织造时浸润剂膜易散落、飞扬，有碍于卫生和健康。淀粉型玻璃纤维浸润剂的配制是一个复杂的过程；在织造过程中通常淀粉型浸润剂生产的玻纤纱需要整经、上浆、织布、退浆(热清洗)、表面

4、处理等多道工序，而增强型纱只需要整经、织布等过程。仅织造过程使用增强型纱比使用纺织型纱就要节省近2000元／吨。但是普通的增强型浸润剂生产的玻璃纤维虽然能满足与树脂良好的结合性能，但经受不起苛刻的织造条件。通过对纺织型浸润剂、增强型浸润剂的各组分及其生产的玻璃纤维性能的深入研究，总结出各种浸润剂原料的性能特点、使用方法，利用现代的科技手段，对多种浸润剂原料进行合理利用，使其配制成的浸润剂生产的产品综合了增强型纱及纺织型纱的优点，故此类玻璃纤维被称为增强纺织型纱，用于生产此类纱的浸润剂被称为增强纺织型浸润剂。

5、通过对浸润过程表面能力的分析，我们对浸润剂的研制得出了一个重要而有指导意义的结论就是：尽管在制造FRP过程中，粘稠的液体树脂能在玻璃纤维表面充分地铺展开来，达到良好的浸润，可以认为这种玻璃纤维穿透性好，但要达到完全浸透阶段，还需要成膜剂树脂在基体树脂溶解、交融的过程，纤维浸透的先决条件是液体树脂的完全浸润。通过对增强纺织型浸润剂配方的研发，我们了解到在开发一种浸润剂配方的时候，首先要考虑到的是要选择与树脂基体相容性好或者能与基体树脂发生反应山东大学硕士学位论文的成膜剂种类，其次在考虑生产的玻璃纤维需要满足哪

6、些后期加工性能，再根据此要求在已经选定成膜剂种类中选择合适的分子量、分子结构的成膜剂；再之，偶联剂是决定FRP性能的关键，所以对偶联剂选择是首先注意其有机官能团与增强基体的匹配性；其次在硅烷偶联剂一定要在适宜的pH值环境中水解，并且由于水解后的偶联剂的不稳定性，必须在规定的时间内使用；最后，因为用于增强的浸润剂中除了偶联剂外，其它组分对树脂与纤维之间的结合都存在不利影响：表面活性剂会阻碍偶联剂吸附于纤维表面或降低偶联剂效果：成膜剂聚合物在玻纤表面形成的大分子层与基体树脂的粘结性低于树脂与玻纤本身直接接触的粘

7、结性；无论各组分有无活性，浸润剂膜在玻璃钢成型过程中均不同程度地影响基体树脂固化性能。因此，在可以满足玻璃纤维生产、加工的条件下应尽量少地使用偶联剂外的组分。目前增强纺织型纱几乎全部需要进口，其中浸润剂是制约我国发展增强纺织型纱制品的瓶颈，而此类浸润剂配方却牢牢地掌握在国外少数几家公司手中。当前进口一吨增强纺织玻璃纤维约需要15000元人民币，据专家估计2005年国内需求量大概为3万吨。如果国内用自主开发的浸润剂生产此类纤维价格一般会控制在13000元／吨。仅此一项就可以为国家节省4．5亿元外汇开支，为增强

8、纺织型纱的使用厂家节约6000万元的成本。无碱玻璃纤维增强纺织型纱有着广阔的市场前景，它的开发成功填补了国内空白，替代了同类型进口产品，可以增加本公司的出口创汇能力，给企业带来了巨大的经济效益，同时也使国内此类产品的加工企业增强了市场竞争力。对我国玻纤行业的技术进步和新产品的开发做出很大贡献，也必将对整个国民经济的发展起到重要作用。关键词：增强纺织型浸润剂、玻璃纤维、强度、浸透4山东大学硕士学位论文ABSTRAC