影响玻璃纤维终态拉伸强度的因素

龙源期刊网影响玻璃纤维终态拉伸强度的因素作者：刘翠霞来源：《科技创新导报》2011年第14期摘要:本文主要在试验室测试阶段对玻璃影响玻璃纤维拉伸断裂强度的各因素进行分析,并对各种造成强度降低的因素制定措施。关键词:玻璃纤维拉伸断裂强度因素中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)05(b)-0013-01无碱玻璃纤维越来越广泛的应用在缠绕、拉挤、制作土工格栅等项目上,拉伸断裂强度是一项重要的衡量玻璃纤维质量的指标。研究生产中的影响因素对指导生产具有重要意义。经过长期对直接纱拉伸断裂强度进行跟踪分析,对各种可能影响拉伸断裂强度结果的因素进行了简要分析,并列入主要质量控制点。1单丝直径由于拉丝品种的不同,单丝直径有很大区别,相同号数但含有较少根数的粗单丝的原丝比含有根数较多直径较细的单丝的原丝硬挺些。根据历年来的测试数据可以从直观上看到同一玻璃成分和浸润剂品种的玻璃纤维的拉伸断裂强度纤维的直径基本上是单丝直径越小,则拉伸断裂强度值越高。而影响到单丝直径的主要因素就是拉丝机的转速和漏板温度。拉丝机机头速度越快,拉制出的单丝直径越小。漏板温度升高,每分钟从漏板处流出的玻璃液质量亦会增加,在机头转速不变的情况下单丝直径变粗。为了保证稳定的单丝直径,则需对各品种的拉丝工艺参数进行严格控制。2环境温、湿度在玻璃钢制造行业,基本上厂房比较空旷,环境温湿度即为操作时的温湿度,而在春秋季与夏季(尤其是伏天)环境的温湿度差异非常大。春季相对湿度一般维持在20%以下,而随着夏天的来临,雨水增多,空气中湿度变大,阴雨天时能达到80%以上。在这两种极端条件下,纱线的拉伸断裂强度存在很大区别。如表1是一筒线密度为2400tex的直接纱在不同的湿度下检测数据。表1中数据简单表明了,拉伸断裂强度会随着湿度的增加而迅速降低。据微观分析认为在玻璃表面附近,水分子的带正电荷的H+离子极其强烈地键接在SiO-、AlO-基上,水分子被极化,并且其正电端朝向玻璃表面,负电端朝外,这样就导致了进一步吸附水分。正是由于这种特性,玻璃纤维表面会吸附空气中多余的水分子。湿度越大,吸附的水分子数也会越多。研究表明,最外层的吸附水是同“玻璃+水”表面四周的大气处于平衡状态。除了最外层,吸附水极其顽强地吸附龙源期刊网在玻璃上,除去吸附水需要500℃的温度。而吸附的多余水分会扩大在拉丝过程中玻璃纤维表面的那些微裂痕,加速了玻璃纤维断裂的过程。3原丝集束性在每次试验前,我们会对样品的集束性进行判断。相同品种集束性差的产品的拉伸断裂强度远远低于集束性好的产品。集束性好的样品,整束纱在一股上,在夹具拉伸过程中由于粘结较好,不容易拉断,所以拉伸断裂强度高。而集束性差的样品,会出现分散成几束或者用手对折直接散开的现象。在拉伸过程中,部分纤维先被拉断,而后续的纤维也保持不了良好的抗拉伸性能,也会被拉断。在数据上的表现即是拉伸断裂强度远远低于集束性好的样品。4夹具本试验室内采用的是圆弧式夹具,每个夹具上均有两片相同面积的胶皮,部分错误的数据就是出在胶皮上。胶皮为新的时,纱线不容易在胶皮内部打滑,断裂曲线满足试验要求,数据真实可靠。而随着使用时间的增加,在两片胶皮中间积聚的玻璃纤维碎屑会使纱线发生打滑现象。断裂曲线不正常,影响到数据的准确性。为此,应该隔一定时间,用无水乙醇对胶皮进行清理,对破损严重的胶皮及时进行更换。5人为因素在试验室操作过程中,夹具在每次试验后要进行复位操作,位置不对会使夹具间的有效拉伸长度不同(国标GB/T7689.5-2001中规定了该种夹具纱线的有效长度为200mm),过长则测试数据偏小,而过短则数据偏大。6其他外在影响(1)玻璃液中的气泡或者析晶体均会影响到玻璃纤维强度。研究结果认为当玻璃中存在结晶物时会降低强度,最大降低52%;当存在微小气泡时,强度降低20%,玻璃液质量对保证纤维强度至关重要。(2)烘干效果:在玻璃纤维烘干过程中不仅仅是排水的过程,更是浸润剂在一定温度下发生聚合交联的过程,烘干效果好,玻璃纤维表面会形成保护膜,保护其在后续生产中所受的损害程度,表现在数值上就是拉伸断裂强度高。而烘干效果不好,成膜尚未充分就被外力作用,极易断裂,表现在数值上就是拉伸断裂强度低。7结语在玻璃纤维成品阶段分析了影响玻璃纤维拉伸断裂强度的因素。不仅包括了实验室的温湿度、设备,还包括了玻璃液质量、拉丝过程、烘干过程等多项影响拉伸断裂强度的因素。将上述各控制点控制住,那么拉伸断裂强度自然会得到保证。龙源期刊网参考文献[1]连续玻璃纤维制造工艺[M].中国标准出版社,第3版.[2]玻璃纤维质量对FRP质量的影响[J].玻璃纤维,2007(3).