玻璃纤维增强材料的主要种类和用途

玻璃纤维增强材料的主要种类和用途【之无捻粗纱】

无捻粗纱

无捻粗纱由平行原丝或平行单丝集束而成的，前者指多股玻璃原丝络制而成的无捻粗纱，也叫多股无捻粗纱；后者指从拉丝漏板拉下来的丝平行集束而成的无捻粗纱，又称直接无捻粗纱、单股无捻粗纱或者精密无捻粗纱。

无捻粗纱按玻璃成分可划分为：E玻璃无捻粗纱和C玻璃无捻粗纱。生产玻璃粗纱所用玻纤直径为13~23μm。无捻粗纱的号数从150TEX到9600TEX。

无捻粗纱可以直接用于某些复合材料工艺成型方法中，也可织成无捻粗纱织物，在某些用途中还可以将无捻粗纱进一步短切。

对于缠绕、拉挤等玻璃钢工艺，国外多采用直接无捻粗纱，其张力均匀，多股原丝合并的无捻粗纱的张力均匀性不比直接无捻粗纱，适合于进一步短切使用。

无捻粗纱的表面被覆盖有各种不同的浸润剂，这些浸润剂系统都是适合不同玻璃钢工艺方法、产品性能及树脂系统而设计和选定的，就与树脂系统相容性而言，用户必须了解所选用的无捻粗纱与自己所用的树脂系统（环氧、聚酯、酚醛）是否相容。

（1）喷射用无捻粗纱

适合于玻璃钢喷射成型使用的无捻粗纱要具备的性能包括：良好的切割性，在连续高速切割时产生的静电少，为满足切割性能，浸润剂中的偶联剂常包括硅烷及有机铬化合物；无捻粗纱切割后分散成原丝的效率要高，即分束率高，通常要求90%以上；短切后的原丝具有优良的覆模性，可覆盖在模具的各个角落；树脂浸透快，易于驱赶气泡；原丝简退解性能好，粗纱线密度均匀，适合于各种喷枪及纤维输送系统。

喷射用无捻粗纱都是由多股原丝络制而成，每股原丝含200根玻纤单丝。

（2）SMC用无捻粗纱

SMC指片状模塑料，主要用于压制汽车部件、浴缸、水箱板、净化槽、各种座椅等。

SMC用无捻粗纱在制造SMC片材时要切成25mm的长度，分散在在树脂糊中，因此对SMC用无捻粗纱的要求是短切性好，毛丝少，抗静电性优良，在切割时短切丝不会黏附在刀輥上。对着色的SMC而言，无捻粗纱要在高颜料含量的树脂糊中被树脂浸透。根据产品不同，SMC无捻粗纱可以有软质，中硬及硬质之分；根据浸润剂在苯乙烯中的溶解度大小又可以分为易溶、半溶及难溶型。

为了使SMC模压制品获得良好的抗碱性能及平滑的表面，SMC无捻粗纱在切割并分散在树脂糊时要能很快被树脂浸透。在模塑SMC制品时，玻璃纤维应有良好的流动性，从而均匀分布在SMC制品中。

通常SMC无捻粗纱由200根单丝集束的玻璃原丝络制而成，无捻粗纱一般为2400tex，少数情况下也用4800tex。

（3）缠绕用无捻粗纱

缠绕法用于制造各种口径的玻璃钢管、贮罐等。缠绕法无捻粗纱的线密度范围从1200tex到9600tex，纤维直径从13~23μm，缠绕大型管道及贮罐多倾向于用直接无捻粗纱。如4000孔漏板控制在23μm玻纤所形成的4800tex的直接无捻粗纱，目前已有9600tex的直接无捻粗纱。

对缠绕用无捻粗纱的要求一般有以下几点：成带性好，呈扁带状；无捻粗纱退解性好，在从纱筒退解时不脱圈，不形成“鸟巢”状乱丝；张力均匀，无垂悬现象；线密度均匀，一般须小于±7%；无捻粗纱浸透性好，从树脂槽通过时易被树脂润湿及浸透，无需特意将纤维强制分散，以促进树脂浸透，否则容易起毛丝。

（4）拉挤用无捻粗纱

拉挤用于制造断面一致的各种型材，其特点是玻纤含量高，单向强度大。拉挤用无捻粗纱可以是多股原丝并合的，也可以是直接的无捻粗纱，其线密度范围为1100~4400tex。各种性能要求与缠绕无捻粗纱大体相同。

（5）织造用无捻粗纱

无捻粗纱的一个重要用途是织造各种厚度的方格布或单向无捻粗纱织物，它们大多用于手工玻璃钢成型工艺中。

对织造用无捻粗纱有如下要求：良好的耐磨性：无捻粗纱在纺织时经过一系列导纱装置不易起毛；良好的成带性：织造用无捻粗纱呈带状，特别是作为纬纱，这一性能更为重要，良好的成带性保证了织造工序的顺利进行，而所织造出的织物又具有高度的平整性；织造用无捻粗纱在织造前需经强制烘干，既保证了浸润剂形成牢固的膜，增加无捻粗纱耐磨性，减少织造中的断丝和毛丝，又促进了无捻粗纱的成带性；无捻粗纱张力均匀，悬垂度应符合一定标准，否则由于悬垂而引起原丝长度差异，对织造质量有不良影响；无捻粗纱退解性能好，在从纱筒退解时无脱圈现象；无捻粗纱浸透性好，当手工玻璃钢时，树脂很快润湿并浸透方格布，从而加速工艺过程，提高玻璃钢强度。

（6）预型体用无捻粗纱

在预型体工艺中，无捻粗纱被短切并喷附在预定形状的网上，同时喷少量树脂使纤维网固定成型，然后将成型的纤维网片移入金属模具中，注入树脂热压成型，即得制品。对于用这种工艺的无捻粗纱的性能要求与对喷射无捻粗纱的要求基本相同。通常使用10μm 200根单丝集束的原丝络制成。

（7）Hobas管道用无捻粗纱

这种纱一般在被切割后与含有石英砂的树脂同时喷到模具内，借助离心力的作用而形成管道。通常使用13μm纤维组成的纱合股，规格为2400tex, 3600tex，单原丝为110tex。对这种纱的要求是硬挺度好，切割性能好，无静电，切割后原丝在苯乙烯中分离的速度要大于5s，一般在5~20s内。

（8）透明波形瓦用无捻粗纱

这种纱在透明波形瓦机组上被短切后沉积在树脂糊上被均匀地捏合到树脂中。一般为13 μm纤维组成400tex的合股无捻粗纱。对其要求是短切性好，静电少，折射率于纤维玻璃折射率要尽可能接近，这样可以使波形瓦达到最大的透明度，玻璃纤维具有良好的树脂浸透性。

（9）增强热塑性塑料用无捻粗纱

基本上分为两类，一类是适合于热塑性塑料拉挤工业用的无捻粗纱；另一类是适合于制造长纤维增强热塑性制品的无捻粗纱。这类无捻粗纱在塑料挤出造粒机中，在特殊设计的模头中纤维可完全涨开，以利于热塑性树脂渗透到纤维中并将纤维包覆起来，经挤出机挤出后切成料粒。用这种料粒，纤维在注射机中受到充分保护，故在最终制品中纤维长度要比一般注射成型的增强塑料制品中的纤维长得多，故大大提高了增强热塑料制品的机械强度。

由于热塑性塑料包括许多品种，故相应于不同树脂体系，玻璃纤维的浸润剂体系，特别是浸润剂中的成膜剂与硅烷偶联剂有所不同。

（10）混合无捻粗纱

即twintex, 目前从88tex到3600tex的玻纤与聚丙烯（P）和热塑性聚酯（PET）的混合粗纱均已投放市场。