連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料CFRT的難點(diǎn)
時(shí)間:2018年09月25日來源:本站原創(chuàng)作者:jzfrp點(diǎn)擊:次
玻璃纖維原料豐富,成本低廉,又有相當(dāng)高的強(qiáng)度,是很好的增強(qiáng)材料。玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂--玻璃鋼早就被應(yīng)用于很多領(lǐng)域,玻璃鋼管道不僅大量應(yīng)用于城鄉(xiāng)給排水,并大量應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域,是石油天然氣領(lǐng)域內(nèi)最早成功應(yīng)用的非金屬管道。其中一部分是短纖維增強(qiáng)(離心成型),一部分是連續(xù)長纖維增強(qiáng)(纏繞成型)。
但是玻璃鋼管是有缺點(diǎn)的,主要是熱固性樹脂韌性差,對(duì)于損傷的容忍性差[1],通常也不能制造成可盤卷的連續(xù)長管(國外有可盤卷的連續(xù)玻璃鋼管,但是不普及)。此外,玻璃鋼不能回收再利用。所以各國都在積極探索開發(fā)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料產(chǎn)品,包括CFRT-RTP。
開發(fā)玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的難點(diǎn)在如何使熱塑性塑料與玻璃纖維結(jié)合。玻璃纖維是脆性的硅酸鹽材料,玻璃纖維絲表面又是粗糙多缺口的,容易產(chǎn)生微裂紋。玻璃纖維絲的耐磨性,耐折性,耐扭轉(zhuǎn)性都較差。所以玻璃纖維必須預(yù)先經(jīng)過浸漬(impregnate),把玻璃纖維絲包覆在高分子材料中,避免玻璃纖維之間發(fā)生內(nèi)摩擦和玻璃纖維的曲折,避免表面吸附水后加速微裂紋的擴(kuò)展,避免受到腐蝕。熱固性樹脂在聚合前是低黏度的液態(tài),所以浸漬玻璃纖維不困難,但是,熱塑性塑料在熱熔態(tài)也是高黏度的,因此難以用于浸漬玻璃纖維。
國內(nèi)有的企業(yè)探索過直接用沒有預(yù)浸漬的玻璃纖維線(無捻粗紗)纏繞在熱塑性塑料芯管上再覆蓋外層熱塑性塑料制造增強(qiáng)熱塑性塑料管RTP(類似制造鋼絲直接纏繞增強(qiáng)RTP工藝);蛘呦劝褯]有預(yù)浸漬的玻璃纖維線與聚乙烯共擠成增強(qiáng)帶再纏繞制管(類似制造芳綸纖維帶纏繞增強(qiáng)RTP工藝),結(jié)果制成的RTP性能不高且不穩(wěn)定。分析原因就是沒有良好預(yù)浸漬的玻璃纖維絲在制造和應(yīng)用過程中因?yàn)榛ハ嗄Σ粱虬l(fā)生曲折而斷裂破壞。(玻璃纖維絲的生產(chǎn)時(shí)是做過表面處理的,通常涂覆浸潤劑使原絲滑潤,消除靜電,減少水分侵蝕,并通過偶聯(lián)劑使玻璃纖維和合成樹脂的界面能夠粘合。但是這種表面處理是不能代替預(yù)浸漬的。