开云无机纤维增强塑料是什么？作为复合材料有着怎样的用途？

　　开云无机纤维增强塑料是什么？作为复合材料有着怎样的用途？它既具有塑料的防腐蚀性、韧性、低的比重和易于加工性,同时又具有无机物的强度和刚度,而且价格适中,便于应用。

　　例如玻璃的断裂能约为0.04磅/英寸,典型的塑料为1.26磅/英寸,而由这两种材料组成的复合材料的断裂能竟达1000磅/英寸。

　　复合材料不仅可以提供单一材料所不可想象的一些特殊性能,而且可以根据使用的要求来设计复合材料。

　　有资料报导,1英寸的纤维增强塑料,如含有50%体积含量的纤维(直径为0.0003英寸),则其界面面积为6500英寸,由此复合材料界面的重要性是显而易见的。

　　基于稳定共价键的有机物和基于平衡建立的离子键的无机物是性能十分悬殊的两种材料,以致在这两者之间,不可能存在直接的耐水键。

　　四十年代末期,人们即开始用半无机半有机的化合物,如有机硅烷和甲基丙烯酸铬盐络合物等来处理玻璃纤维或其他材料的表面,所以最早称之为表面处理剂,后来又称为增粘剂或偶联剂。

　　在偶联剂存在时,由于界面粘附性获得改善,从而复合材料的电性能、耐候性、耐水性和耐腐蚀性能等都有显著的提高开云(中国)Kaiyun官方网站。

　　多年来许多研究工作者在偶联剂的试制、应用方面获得了卓有成效的成果,并已提出多种理论来阐明研究结果,以作为进一步改进的依据。

　　据资料报导目前国外用于玻璃纤维的硅烷偶联剂约在150种以上,且不断出现新的品种,以满足各种产品特殊的需要。

　　1949年J.比约克斯顿筛选了2000种化合物对聚酯玻璃钢的处理效果,其中以乙烯基三氯硅烷与β-氯烯丙基醇等克分子加成物BJY的效果最好。

　　1952年美国海军军械实验室在评价这种偶联剂时制得的聚酯层压板的干态强度达到90000磅/英寸,煮沸二小时后强度损失10%。

　　五十年代美国开展了大量有关玻璃纤维偶联剂的应用研究;在改善复合材料的界面粘结,特别是潮湿环境下的力学性能和电性能等方面取得了显著的效果,现仅举一例说明之(见表1)。

　　关于偶联剂在界面所起的作用,至今存在一些矛盾和分歧的看法,有很多实验事实也很难用一种理论来加以解释,而要用多种理论互相补充。

　　因为它不仅解释了偶联剂在界面的作用机理,而且为选择偶联剂的分子结构,提供了理论依据,从而在偶联剂的推广应用方面,起到了一定的推动作用。

　　由于这类树脂在高温下粘度大,对玻璃纤维的浸渍性差,且分子结构决定了这类树脂对玻璃纤维粘结性差,以非极性的聚烯烃类更为突出。

　　从研究玻璃纤维增强聚丙烯表明,采用某些能产生游离基的化合物处理玻璃纤维能提高强度,这可能是游离基促使偶联剂和聚丙烯产生化学键的结果。

　　据1977年《Modernplastics》所作的统计,1976年钛酸酯产量为25吨,而1980年预计产量将达1400吨,即五年内产量约增加五十四倍开云(中国)Kaiyun官方网站。

　　(1)烷氧基钛酸酯能在无机填料与树脂基体间形成“化学桥”,且为唯一能在填料表面形成单分子层的化合物,经钛酸酯处理的填料表面具有憎水和亲有机基团的特性。

　　(3)由于钛酸酯分子上长碳链的存在,在含填料的热塑性聚合物体系中提供了范德华链的缠结作用,致使冲击性能获得显著提高。

　　(4)选择不同活性基团的钛酸酯,可使填料具有水解稳定性,防止相分离,同时可促进粘结性,改善操作过程和制品的物理性能如耐焰性等等。

　　(1)采用1%钛酸酯可使含70%填料的聚丙烯与纯聚丙烯相比,熔融指数相近,而冲击性能提高7.5倍。

　　(3)高聚物抗冲击性能的提高通常是由共聚或添加大量添加物来解决,而后者经常伴随流动性的变坏。

　　图3经0.5%KR-138S处理的玻璃纤维在聚苯乙烯基体中,经48小时沸水煮后的弯曲破坏断面

　　扫描电镜表明,经48小时沸水侵蚀,未经处理的玻璃纤维的破坏断面上呈现岛屿状物,而经1%A-1100处理的玻璃纤维在聚苯乙烯基体中,经48小时沸水侵蚀,在玻璃纤维破坏断面上仍能看到岛屿状物,且玻璃-树脂界面粘结显著减弱,这说明氨基硅烷并不能阻止水对纤维的袭击。

　　但经0.5%KR-138S(一种螯合焦磷酰氧基钛酸酯)处理的玻璃纤维在聚苯乙烯基体中,经48小时沸水侵蚀后破坏断面上不再有岛屿状物质,从而说明KR-138S在无机物表面真正防止了水份的袭击,且界面粘结惊人的完整。

　　为了满足玻璃纤维拉丝、纺织等工序及玻璃钢成型工艺的需要,作为增强型浸润剂必须同时具有偶联、成膜、润滑、抗静电等效能。

　　在配制增强型浸润剂时必须注意各组分间的协调,否则往往由于各组份间的相互制约作用而影响其偶联效果,为此合成一剂多用的偶联剂是十分有效的。

　　作为玻璃纤维的增强型浸润剂,它既为偶联剂,同时又可起润滑剂及抗静电剂的作用,所以研制阳离子型硅烷可为玻璃钢用玻璃纤维的前处理工艺提供偶联剂,是有一定现实意义的。

　　在加热时由于热裂解而产生游离基,可以与有机或无机物质起化学反应,从而增加热塑性或热固性树脂与玻璃或金属的粘接性能。

　　偶联剂的用量极微,但在改善玻璃钢力、热、电性能,特别是潮湿状态下的性能却起着极其关键的作用开云(中国)Kaiyun官方网站。

　　他用2英寸经热处理的Style7781玻璃布浸入0.25%偶联剂的水溶液中并经烘干后放入已配制好的环氧或聚酯树脂体系,然后测定最大放热效应来评定偶联剂的效能。

　　经好的偶联剂处理的玻璃布能恢复由于加入玻璃布而失去热效应的大部分,因此可以看到好的偶联剂能够给出较高的放热效应,同时可提高树脂固化度,并使界面的树脂结构紧密。

　　要获得完全的表面润湿,粘结剂的起始粘度必须是低的,且其表面张力必须低于无机物的临界表面张力。

　　一般认为经处理的玻璃对环氧树脂应具有最小的表面张力约为43达因/厘米,而聚酯树脂约为35达因/厘米。

　　但是实验结果表明,大部分经偶联剂处理的纤维的表面张力普遍降低,在增强塑料工业中最常用的偶联剂得到的临界表面张力小于35达因/厘米。

　　J.A.莱尔德指出尽管经A-1100处理过的玻璃纤维,被环氧树脂润湿的能力很差,但它们之间形成键的寿命却比未处理的大二百倍。