年产10万吨长玻璃纤维增强PP板材车间工艺设计(8)
2.1.2 玻璃纤文
增强纤文[5]是某些具有强力的纤文状物质、与树脂配合后能提高，树脂力学性能的增强助剂。一般在树脂中配以适量的增强纤文，能使材料的力学强度，如冲击强度、杨氏模量、耐疲劳性、耐蠕变性、刚性等得到成倍乃至数倍的增加，同时还可使制品的尺寸稳定性提高，收缩率降低，热变形减小。增强纤文材料可分为：无机纤文、有机纤文、金属纤文。本次设计使用的玻璃纤文属于无机纤文。
（1） 玻璃纤文的种类
玻璃纤文[6]是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。玻璃纤文通常用作复合材料中的增强材料，玻璃纤文随其直径变小而强度增高。
生产玻璃纤文的主要原料是：石英砂、氧化铝和叶蜡石、石灰石、白云石、硼酸、纯碱、芒硝、萤石等。生产方法大致分两类：一类是将熔融玻璃直接制成纤文；一类是将熔融玻璃先制成直径20mm的玻璃球或棒，再以多种方式加热重熔后制成直径为 3～80μm的甚细纤文。通过铂合金板以机械拉丝方法拉制的无限长的纤文，称为连续玻璃纤文，通称长纤文。通过辊筒或气流制成的非连续纤文，称为定长玻璃纤文，通称短纤文。
纤文的填充量对制品强度的影响在理论上应成比例的增加，但实际上这种比例关系仅在—定的纤文含量范围内存在，通常当增强纤文的含量超过70％以后，强度反而下降．这是由于树脂量过少，不能起到很好的粘结作用。对于增强纤文填充的热塑性树脂，其中的纤文含量对加工性、熔融流动性有很大的影响，故一般在热塑性树脂中增强纤文的含量约在10％～30％的范围。
玻璃纤文对树脂的增强效果与其长度、直径和其再体系中的分散方式和浸润性以及玻璃纤文用量有密切的关系，一般细而短的玻璃纤文强度高这是因为随着玻璃纤文直径和长度的增加，纤文中的细微裂纹也增加，因而强度下降。
通常，玻璃纤文与工程树脂得混合有两种方法：一是短纤文法，即将一定长度的玻璃纤文直接与工程树脂混合，然后再进行挤出、注射等加工；二是长纤文法，即以玻璃纤文束为芯通过挤出机使其被熔融树脂包覆后再切粒；近来还有用树脂等悬浮液包覆长丝再切短得方法。
（2） 玻璃纤文的选择
玻纤的机械强度很高， 其单丝的拉伸强度为1174MPa ～ 3923MPa ， 而拉伸模量高达450MPa ～1050MPa 。在选择玻纤做增强材料时要注意玻璃纤文的性能、单丝直径、单丝长度、纤文含量等方面的问题。用于增强PP 的玻纤主要是B 玻璃纤文、A 玻璃纤文和C 玻璃纤文。B 玻璃纤文是无碱玻璃纤文，使用效果较好。玻纤的直径必须控制在一定范围内，才能发挥其增强作用。一般来讲玻纤直径6μm ～ 9μm 就可以了。玻纤的含量在5wt % ～ 30wt % 之间为宜。超过30 %虽刚性好，但脆性大，易在包装和运输过程中损坏；玻纤含量低，韧性虽好，但极易变形[7]。玻纤的最小含量 可由(2.1) 式计算求得：
(2-1)
式中： 基体PP 的拉伸强度、剪切强度； 玻纤断裂，即改性材料的应变达到 时PP 的拉伸强度； 玻纤最小拉伸强度
玻璃纤文的用量大小可通过控制玻璃纤文股数、螺杆转数和进料量来决定。本次我们采用的长玻璃纤文（也叫粗纱）的选择如表2.4所示。
表2.4 玻璃纤文的选择
名称 质量份 作用 规格 厂商 价格
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