國內(nèi)多元化FRP成型工藝對玻璃纖維的要求不一,具體到一個產(chǎn)品來講,除了采用玻纖增強樹脂后保證其足夠的強度外,還要滿足其工藝成型,這里簡略各種FRP成型工藝用紗的要求。
①國內(nèi)拉擠FRP產(chǎn)量在12萬噸,其中玻璃纖維用量達到4萬噸。無堿無捻粗紗是一種最基本的拉擠用增強材料,為拉擠產(chǎn)品提供了優(yōu)異的縱向強度。在生產(chǎn)時,它裹攜著其它增強材料一同進入模腔,同時向大部分增強材料如連續(xù)氈、縫編織物等提供浸漬所需的樹脂。
拉擠中常用的粗紗為4800TEX,最好是單股紗,這一點對生產(chǎn)大型材尤為重要。連續(xù)氈為拉擠產(chǎn)品提供橫向強度,它不能單獨使用,在粗紗的幫助下才能被拉過加熱的模具。國內(nèi)通常使用的為美國OCF公司的連續(xù)原絲氈,還有南京天明公司連續(xù)氈和丹陽中亞公司的連續(xù)單絲氈等。
復(fù)合氈是玻璃纖維多層復(fù)合物,在拉擠工藝中,選擇在0度方向粗紗的基礎(chǔ)上復(fù)合其他各可選方向粗紗及復(fù)合氈,就可以得到預(yù)期力學(xué)性能的制品。表面氈的使用可以提高制品的外觀質(zhì)量,還能提高拉擠速度并降低模具損耗。表面氈根據(jù)用途可以選玻纖氈,也可以是化纖表面。
②SMC是一種用樹脂浸漬短切玻璃纖維、填料及增稠劑組合的一種預(yù)成型材料。SMC紗要有極好的集束性、及低的溶解性和適當(dāng)?shù)慕感?。紗線集束性好,溶解性低,在SMC片材生產(chǎn)中能被樹脂垂直穿透;此外,浸潤劑膜的硬度和強度高,提高SMC紗的硬挺性,硬挺度一般要大于160mm。在SMC片材壓制中常常出現(xiàn)白絲,主要是浸潤劑中成膜劑不可溶/可溶比例低,造成紗的集束性低。克服這種現(xiàn)象是提高成膜劑中不可溶/可溶的比例,要求一般在85/15。
在SMC片材生產(chǎn)中,有時根據(jù)制品的要求,在制作片材同時鋪放單向纖維或無捻粗紗網(wǎng)格布,如榔頭柄、水箱板等。
國內(nèi)2007年SMC片材總量達6萬噸,需用玻纖達1.5萬噸。汽車零部件產(chǎn)量占SMC制品總量的三分之一。
③國內(nèi)BMC產(chǎn)品主要為低壓電氣開關(guān)匣、燈罩及市政工程產(chǎn)品,其應(yīng)用面廣量大,產(chǎn)量達到18萬噸左右,短切玻纖用量在5萬噸左右。BMC用紗為電氣級短切纖維,非受力制品用C短切纖維。要求玻纖原始筒烘干后直接短切,原始經(jīng)短切后保持良好集束性,不開纖、端面整齊、流動性好、抗靜電。BMC用短切紗的纖維長度一般在3-12mm范圍內(nèi)。
④國內(nèi)纏繞FRP產(chǎn)品主要是化工管道、貯罐及防腐工程、地埋電纜管、給排水夾砂管等,其產(chǎn)量在50萬噸,玻璃纖維用量在25萬噸左右。纏繞紗用軟質(zhì)紗,單纖維直徑是(17~24)μm的直接紗,國內(nèi)合股紗高達16μm。纏繞管道要求內(nèi)表面光滑,在環(huán)向纏繞同時提高縱向強度,所以在管芯模具上噴射短切纖維或鋪設(shè)表面氈和單向編織布。為提高纏繞紗的強度,特殊的纏繞纖維用紗采用環(huán)氧乳液或PU乳液。近年來,重慶國際開發(fā)的耐化學(xué)腐蝕的ECR玻璃纖維,其耐酸、耐堿、耐水、耐鹽、耐溫和耐氣候性都比E玻璃強,尤其是耐酸性隨環(huán)境溫度的升高優(yōu)勢更明顯,這為國內(nèi)FRP防腐工程提供了性能優(yōu)越的增強材料。
⑤國內(nèi)風(fēng)電業(yè)和FRP造船業(yè)的興起,帶動了玻璃鋼成型工藝的改革和提升,傳統(tǒng)的敞開式手糊成型工藝在向抽真空灌注成型工藝和低壓力的RTM工藝(LRTM)發(fā)展,從而帶動了無卷曲的強化的玻璃纖維工程織物的產(chǎn)生,這種工程織物包括無粘合劑、縫編短切連續(xù)原始?xì)?、?fù)合氈,單向、雙軸、雙偏、縱向三軸、橫向三軸、四軸等編織布等,是世界纖維設(shè)計提出的結(jié)構(gòu)性玻璃纖維增強材料。編織物將各平行的纖維層安置在各元件設(shè)計需求的負(fù)載方向上;同時短切氈,纖維帶或其它材料也可加入各層平行纖維之間或其表面,各層的纖維精密編織之后就被固定于同一布匹。這種簡單的技術(shù)帶來了極大的益處,可以滿足FRP結(jié)構(gòu)設(shè)計最佳性能的要求。國內(nèi)航天材料及工藝所、維特克斯復(fù)合材料(常州) 公司常州良春集團、重慶國際、臺灣重億、常州天馬公司等組織了這種工程材料的編織和供應(yīng)。