簡析成型工藝對玻璃纖維性能的影響

徐 結(jié)，劉冠杰

（哈爾濱樂普實業(yè)發(fā)展中心德州分廠，山東 德州 253000）

簡析成型工藝對玻璃纖維性能的影響

徐 結(jié)，劉冠杰

（哈爾濱樂普實業(yè)發(fā)展中心德州分廠，山東 德州 253000）

目前玻璃纖維已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中不可缺少的材料。玻璃纖維成型工藝很多，不同成型工藝對玻璃纖維性能有很大的影響。研究成型工藝對玻璃纖維性能的影響，根據(jù)應(yīng)用目選擇最佳生產(chǎn)方法，確保玻璃纖維的性能能夠達(dá)到要求是現(xiàn)階段重要任務(wù)。文章結(jié)合玻璃纖維成型工藝試驗結(jié)果，以及收集到的有關(guān)玻璃纖維不同成型工藝資料，詳細(xì)分析了成型工藝對玻璃纖維性能的影響，希望能夠?qū)ΣＡЮw維生產(chǎn)企業(yè)提供一些幫助和啟示。

成型工藝；玻璃纖維；性能

玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的非金屬材料，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。不同玻璃纖維的性能差異較大，由成分和結(jié)構(gòu)決定。相同的玻璃纖維也存在一定的差異，這種差異主要是受成型工藝影響，比如工藝線位置、涂油輥和烘干工藝等，在這詳細(xì)分析這三個環(huán)節(jié)對玻璃纖維性能的影響。

1 工藝線位置對玻璃紗線性能的影響

玻璃紗線性能主要受工藝線位置影響，在生產(chǎn)中纖維與集束輪之間的夾角越大，拉絲機卷繞過程中所受到的張力就越大，可能會導(dǎo)致纖維之間相互鑲嵌，影響纖維強度等性能。此外，一旦相互鑲嵌，在烘干過程中，浸潤劑會出現(xiàn)遷移，導(dǎo)致紗線在烘干退解過程中受到更大的牽引力，很容易出現(xiàn)紗線斷頭、毛羽量增多等不良現(xiàn)象，這一點在去除外圈的時候表現(xiàn)的更加明顯，嚴(yán)重者會導(dǎo)致玻璃纖維產(chǎn)品不合格。因此應(yīng)合理確定工藝位置，最大程度的減少不良影響。

2 涂油輥對玻璃纖維含油量的影響

（1）影響玻璃纖維含油量的主要因素。成膜劑、固含量對玻璃原絲含油脂有著決定性的影響。使用極性較大、粘度較高的環(huán)氧類或聚氨酯類浸潤劑體系，玻璃原絲中的含油脂一般較高。使用分子極性較弱的乳液浸潤劑，比如說PP、PE等，玻璃原絲中的含油值較低。企業(yè)通過調(diào)整浸潤劑的種類來控制玻璃原絲中的含油值，進(jìn)而控制玻璃纖維中的含油值。

（2）涂油輥對含油量的影響。涂油輥對玻璃纖維含油值的影響不明顯，沒有起到?jīng)Q定性作用，容易被忽視。因此，一些企業(yè)在雖然使用相同浸潤劑，但所生產(chǎn)的玻璃纖維含油值卻不達(dá)標(biāo)，就是忽視了涂油輥。在玻璃原絲的生產(chǎn)中，涂油輥溫度一般要求低于26℃，溫度越高浸潤劑顆粒布朗運用越劇烈，會明顯的降低浸潤劑粘度，進(jìn)而影響玻璃纖維上油性。此外，一些玻璃化轉(zhuǎn)變溫度比較低的成膜劑，由于其成膜溫度較低，涂油輥的溫度較高，出現(xiàn)結(jié)皮現(xiàn)象，直接影響到拉絲質(zhì)量。涂油輥線速度也影響玻璃纖維含油值，研究結(jié)果表明，當(dāng)涂油輥線速度低于13m/min時，玻璃纖維含油值與涂油線速度成正比關(guān)系，當(dāng)涂油線速度為13～15m/min時，涂油線速度對玻璃纖維的影響并不明顯，涂油線速度大于15m/min時，玻璃纖維的含油值隨著涂油線速度的上升不增反降。

3 烘干工藝對玻璃原絲性能的影響

玻璃原絲集束成形必須經(jīng)過烘干環(huán)節(jié)，烘干的目的地是去除原絲餅中的水分，保證含水率在質(zhì)控范圍之內(nèi)，通過烘干通過高溫將粘結(jié)劑轉(zhuǎn)為聚合、交聯(lián)、成膜，從而改善玻璃原絲的性能。目前，在玻璃纖維生產(chǎn)當(dāng)中所使用的烘干工藝有很多，不同的工藝對紗線的性能有很大影響。

（1）浸潤劑成分對烘干過程的影響。浸潤劑在成分的差異也會影響到烘干效果。一方面，一些浸潤劑當(dāng)中含有高沸點溶劑，當(dāng)烘干溫度達(dá)不到其沸點時，就無法熔融，如果浸潤劑所含有的吸濕性強的物質(zhì)比較多，比如說含有大量的氯化鋰、氯化銨、季銨鹽等，在烘干的過程中會產(chǎn)生強烈的氫鍵作用，這種作用有很強的保水功能，導(dǎo)致原絲中水含率較高，達(dá)不到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，烘干以后如果放置時間較長，環(huán)境濕度較高可能出現(xiàn)烘干后吸水，導(dǎo)致原絲中的含水率超標(biāo)。另一方面，如果在原絲生產(chǎn)過程中，因為涂油輥、工藝線位置和速度等影響，浸潤劑本身遷移比較嚴(yán)重，如果遷移到原絲筒表面會被迅速烘干，在原絲餅表面形成一道保護(hù)膜，影響到水分的烘干。

（2）烘干方式對原絲性能的影響。目前，國內(nèi)企業(yè)烘干方式主要有兩種，微波烘干和電加熱風(fēng)隧道烘干。微波烘干的時間相對較短，烘干過程中浸潤劑遷移小，拉絲環(huán)節(jié)中具有明顯的優(yōu)勢，能夠有效減少斷絲、毛羽量增多等不良現(xiàn)象，但是這種烘干方式有一個弊端，由于烘干時間比較短，烘干溫度相對比較低，只能去除原絲中的水分，成膜劑中的各個組分無法交融、交聯(lián)，不能達(dá)到改善原絲性能的目的，因此適合烘制過程中浸潤劑各組分間不需相互作用的玻纖原絲烘干。對于不帶旋轉(zhuǎn)角度的紗團(tuán)，適合采用電加熱風(fēng)隧道烘干，在烘干過程中，原絲中的水分不斷蒸發(fā)、浸潤劑的濃度增加，乳液顆粒凝聚，非離子型浸潤劑開始向液相——氣相截面遷移，抗靜電劑等無機鹽會因為過飽和結(jié)晶析出。同時，這種烘干方式時間較長，烘干溫度較高，成膜劑中的各種組分轉(zhuǎn)為聚合、交聯(lián)、成膜，有助于改善玻璃原絲性能。

總之，國內(nèi)企業(yè)所使用的玻璃纖維成型工藝有很多，在生產(chǎn)當(dāng)中需要根據(jù)需要對成型工藝進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，只有這樣才能生產(chǎn)出最符合應(yīng)用需要的、高質(zhì)量的玻璃纖維產(chǎn)品。

［1］蘇志茹．玻璃纖維烘干控制要點［J］.玻璃，2011，（4）.

［2］王程，林杰奇，喬小樂，薛志偉，宋偉.玻璃纖維紡織型浸潤劑烘干工藝研究［J］.玻璃纖維，2011，（3）.

［3］穆允廣，楊浩，楊坤，柳麗娜.玻璃纖維拉絲成形環(huán)境工藝設(shè)計與應(yīng)用［J］.玻璃纖維，2011，（6）.

［4］王洋.采用單絲涂油器變頻技術(shù)提高玻璃纖維原絲可燃物含量的穩(wěn)定性［J］.玻璃纖維，2010，（1）.

Analysis of the Influence of the M olding Process on Glass Fiber Performance

XU Jie，LIU Guan-jie
（Dezhou Branch of Haerbin Lepu Industry Development Center，Dezhou，Shandong 253000，China）

At present the glass fiber has been widely used in industrial production，and become the indispensablematerial in modern industrial development.There aremany glass fibermolding process，and differentmolding process has a great influence on glass fiber performance.To study the influence of themolding process of glass fiber performance，according to the application to choose the best production method，and ensure that the performance of glass fiber can meet the requirements is an important task at this stage.Combining with the glass fibermolding process test results，and the collected information about the different glass fiber molding process，this paper analyzes molding process on the performance of glass fiber in details，aiming to provide some help and inspiration for enterprises producing glass fiber.

molding process；glass fiber；performance

TB332

A

2095-980X（2015）08-0047-01

2015-07-17

徐結(jié)（1984-），女，山東平度人，大學(xué)專科，主要研究方向：工程材料。