浸润剂成分对玻纤制品和其复合材料性能影响.ppt

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1、浸润剂成分对玻纤制品及其复合材料性能的影响王健2014.11宜兴目录一、复合材料性能的三大要素二、玻纤浸润剂对复合材料性能的重要影响三、各种玻纤商品纱的性能要求四、结束语一、复合材料性能的三大要素1、玻纤本身性能玻纤成分的影响；拉丝工艺的影响：气泡、析晶、炉温等；后加工：退解、并股，打无捻粗纱时张力，硬质纱的耐折性、弯曲角等。2、树脂性能的影响2-1环氧树脂双酚A型双酚F型脂链属型其它高性能环氧2-2聚酯树脂不饱和聚酯：双酚A型D-33（液固）D-22苯酐-顺酐型（顺酐含量）含线性不饱和、饱和二酸（乙二酸

2、、壬二酸16-18碳链……）饱和聚酯：含丙烯酸酯树脂2-3酚醛树脂（A、B、C三阶）2-4聚氨酯树脂（脂环芳香线性）（扩链剂：胺、醇、酸）2-5热塑性塑料PAPA6PA66PA1010PP酸酐改性、未改性PBTPETPS3、界面性能的影响界面性能的重要性：树脂的表面张力，热塑热固（未固化时为液体，其粘度指标）树脂与玻纤的表面接触角（测量方法：显微镜）玻纤与树脂的浸润性能（铺展性与表面能概念）界面合性能的基本概念润湿性化学键结合及极性分子概念（电子云分布，以环氧、聚氨酯为例）应力传递（纤维拔出及纤维一个断裂

3、关系（脆性））二、玻纤浸润剂对复合材料性能的重要影响复合材料工业对增强材料——玻纤商品纱的基本要求2-1外观集束性，分散性（SMC、喷、要求单股纱）成带性，缠绕，拉挤毛丝：色泽：强度：抗老化性：吸湿、润滑剂、亲水性树脂成膜剂短切纱的流动性（指标、容积指数、堆高性，如PA气流输送，织造性能及耐磨性）2-2浸润剂对玻纤复合材料加工性能的影响有些一步：缠绕、拉挤、SMC、BMC、喷射；有些二步：加工成毡：表面毡、短切毡、连续毡、缝编毡、复合毡、方格布、细布等。2-3浸润剂对复合材料最终性能的影响（除去玻纤本身及

4、树脂因素）2-3-1力学性能抗拉、抗弯（尤其热塑）为主要指标，抗冲击；2-3-2耐疲劳抽油杆为例，界面结合不好，应力传递不好，界面微裂；2-3-3耐老化抗水（水煮）、抗油溶剂、透明材料耐紫外，特殊核工业耐辐射等；2-3-4表面性能SMC：A级表面（免二次涂饰）BMC：热塑，纤维外露，影响耐老化、产品美观2-3-5电性能正切角，绝缘强度，耐击穿电压2-3-6色泽耐高温色变（热塑性打料粒时）（下面结合各种不同的复合材料用玻纤产品，着重从浸润剂及界面性能角度，详述一下这些玻纤产品的基本技术要求）三、各种玻纤商品

5、纱的性能要求3-1：直接纱：少一道合无捻粗纱、捻线机的磨损，毛丝少：浸润剂固含量及纱线含油率可以比合股纱稍低一点，浸透好。理论上，玻纤最好表面无任何树脂，只有偶联剂。直接纱分为：缠绕拉挤方格布、缝编毡用土工格栅墙体布（纬纱）砂轮网布（纬纱）3-1-1缠绕纱基体树脂为环氧树脂，一般为双酚A型E-44、E-42，低分子量350～600，耐高温用双酚F。低成本（小直径上下水管道，也用191等不饱和和聚酯）对大宗缠绕直接纱：浸透性：浸透后无白丝；成带性：张力均匀，长短不一，加工、匀导纱勾；柔软性：软但不能太软；耐

6、磨性、集束性：单股纱不能太散，吃树脂量太大，空隙处吃不足，空隙、白丝；迁移性。所以浸润剂基本组分为下：a.成膜剂：用中低分子量环氧，分子量350～600液体环氧为E-44（6101）、634等等，特殊情况下可添加分子量为1000左右601固体树脂。要特别注意的是：各厂家出产的环氧树脂同一牌号分子量分布宽狭不一，粘度也不一，粘合强度也有大小，这些对浸润剂性能影响很大，一般用陶氏、韩国锦湖、国内、无锡、湖南长岭等厂。b.乳化剂：最好用E0/P0嵌段化合物，通过HLB值最佳配合得到性能稳定的乳液，以前用壬基酚聚

7、氯乙烯，NP系列。对复合材料而言，对环氧树脂的亲合力E0/P0比NP系列要好（毕竟乳化剂用量也不少，在可能条件下尽量少用乳化剂，要求良好的乳化设备，连续式的也是很好的）c.润滑剂：用高效、进口的，减少用量，一般牌号厂家大家都知道。浸润剂成膜剂中环氧可与基体环氧一起固化形成化学键，界面结合力好。3-1-2拉挤纱基体树脂为不饱和聚酯，各大树脂厂生产拉挤专用聚酯树脂，所以浸润剂也用双酚A型聚酯白乳化乳液。一般拉挤纱比缠绕纱稍硬一点。这里特别要提一下双酚A型、不饱和聚酯树脂，这类树脂作为浸润剂成膜剂是浸透性与基体

8、树脂结合力最好的一种。这是国外浸润剂工业经过长期选择的结果，上世纪六七年代国外还主要使用PVAc中D-33、D-22用的比例非常大。特别要注意的是，不同厂出品的D-33、D-22对成膜剂性能、硬度、韧性、分子量影响非常大，尤其是分子量，硬质聚酯分子量6000以上，粉末粘结剂聚酯分子量要求更大，产品纯度不高，往往造成缩聚反应中链增长中断，分子量上不去。D-33有液体和固体的二种（可能由于环氧丙烷比例稍有不同），一般合成时，液体的