增強型浸潤劑的特征及應用

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增強型浸潤劑一般是由成膜劑、偶聯劑、潤滑劑及抗靜電劑為主要原料配制而成的。根據配方需要，有時還加入增塑劑、交聯劑、ＰＨ調節劑等其它組分，現將這些主要組分分述如下。　（一）成膜劑　　成膜劑在浸潤劑中重量百分比可高達20%。一般是將兩種以上成膜劑混合使用以滿足浸潤劑的性能要求。成膜劑對玻璃纖維制品的外觀、性能起著決定性的作用。
1、成膜劑的作用　
　  成膜劑的主要作用是將玻璃纖維單絲聚集在一起成為原絲。成膜劑的類型及用量可決定原絲的集束性。成膜劑必須具有極好的粘結能力，以保護玻璃纖維和原絲免遭斷裂和機械磨損，滿足后續工序加工要求及復合材料工藝及性能的要求。浸潤劑中成膜劑的類型和用量將涉及纖維切斷的難易、原絲集束性、原絲的硬挺度、膜的溶解度和原絲的強度。所以正確選用成膜劑，使成膜劑產生最佳效果是很重要的。　　
２、成膜劑的技術性能　　
    玻璃纖維工業中，只有極少數場合才采用有機溶劑型浸潤劑拉絲，一般均以水為溶劑，水溶性或水分散性的乳狀液拉絲。　對于自乳化型樹脂乳液僅含有均一化學結構的改性樹脂，而對于非自乳化型的樹脂乳液，則可能含有表面活性劑、保護膠體、穩定劑和有機溶劑。這些乳化添加劑可能會影響成膜劑的總體性能。　成膜劑的性能取決于它的分子量和分子結構。為了滿足不同的加工過程和各種復合材料制品的要求，必須選擇合適的成膜劑。膜的硬度和原絲的硬挺性必須與適度的增塑性之間達成平衡，以使玻璃纖維的性能達到最佳。原絲的集束程度和膜的溶解度必須滿足ＦＲＰ復合材料制造過程和制品的要求。　　成膜劑和復合材料中的液體樹脂的相溶性將影響產品外觀、透明度和機械性能。根據ＦＲＰ復合材料制品的要求，成膜劑在液體樹脂中可以是不溶性的，滲透性的，直至完全溶解性的。　用于BMC、SMC的玻纖成膜劑通常不溶于液體樹脂內，對于噴射用無捻粗紗，成膜劑常常可以滲入液體的樹脂體系中，而纏繞、拉擠浸潤劑成膜劑一般是完全溶于液體樹脂中。根據成膜劑類型不同，有些可以在纖維表面形成連續涂層，而有些形成不連續涂層，通常水溶性成膜劑，在玻璃纖維表面能產生連續涂層，而聚乙酸乙烯酯成膜劑形成離散不連續的涂層。不同類型的成膜劑有些可滲入原絲內部在單絲之間，而有些只是涂在原絲的外部。　成膜劑乳液粒度越大，成膜劑樹脂的玻璃化溫度越高，乳液越難滲入原絲內部，同時形成的膜離散性越大。相反乳液粒度小，成膜劑樹脂玻璃化溫度低，甚至在常溫下就是粘稠狀液體，則涂層的連續性越高，也易滲入原絲內部。　許多高性能的成膜劑是反應型的（或稱交聯型的）。通過外催化劑產生交聯或自身交聯獲得反應活性。該成膜劑膜的強度非常高，原絲的硬挺度很大，在ＦＲＰ基材液體樹脂中，溶解度很低。如前所述，浸潤劑穩定性、耐高速剪切力性能不好，會引起涂油器石墨輥和浸潤劑輸送系統沉淀結板，而成膜劑的穩定性是影響浸潤劑穩定性的主要因素。乳液型的成膜劑還必須具有良好的熱穩定性，在拉絲漏板高溫烘烤下，在烘干中及復合材料制品加工過程中，都需具有熱穩定性。許多復合材料都要求浸潤劑在短期和長期不老化和不變色。例如，增強ＰＡ（尼龍）短切紗要求在２７０℃高溫造粒及注射成型時不變色、不泛黃，這對成膜劑的熱穩定性提出了很高的要求。
３、成膜劑的化學類型及應用范圍
　常見玻璃纖維成膜劑是聚乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯與其它單體的共聚物、聚酯樹脂、環氧樹脂、聚丙烯酸酯和聚氨酯類。　聚乙酸乙烯酯均聚物的特點是價格相對較低，而且它粘結性能較好、集束性優良且易于切割。聚乙酸乙烯酯乳液可以是非反應性的、預交聯型的或自交聯型的。聚乙酸乙烯酯在苯乙烯中的溶解度及膜的剛性與其類型和化學性能有關。聚乙酸乙烯酯對液體樹脂的潤濕性及其復合材料的透明度通常并不優越。乙酸乙烯共聚物是乙酸乙烯酯和其它單體如乙烯、環氧、或含有機官能團的硅烷的混合物共聚以后的產物，與聚乙酸乙烯酯均聚物相比，共聚物可以改善成膜劑的性能。　聚酯樹脂類成膜劑可以是飽和和不飽和的，可形成乳液或水溶液。聚酯類成膜劑可以是反應型或交聯型的，生成不溶解的堅硬膜。聚酯樹脂類成膜劑與環氧基復合材料不完全相溶，但與聚酯基復合材料的相溶性和潤濕性極好。　環氧類成膜劑有水溶性和乳液型二種，其性能與其分子量和乳液添加劑有關。通常環氧類成膜劑可使浸潤劑體系柔軟性和增塑性較好.　改性環氧成膜劑是環氧+雙酚$和其它反應物的縮合物，在水中易于乳化和分散。它可使浸潤劑體系較為柔軟和增塑性較好。它在環氧樹脂和聚酯樹脂基復合材料中具有極好的潤濕性和相溶性，并且可提高原絲集束性。聚丙烯酸酯類成膜劑硬度較高、易脆化。它在氨基甲酸酯基復合材料中呈現較好的相溶氨基甲酸酯分散液或乳液類成膜劑是脂肪族和芳香族預聚物，經擴鏈后制成的高分子乳液，一般稱為聚氨酯乳液。陰離子型聚氨酯乳液限制了它在浸潤劑中的應用，因為與浸潤劑中的陽離子類組分引起了沉淀。非離子型聚氨酯乳液性能穩定，與浸潤劑匹配性好，膜堅韌富有彈性，可廣泛應用于各種浸潤劑配方中。
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