多元化FRP成型工艺对增强用玻纤的使用要求

      国内多元化FRP成型工艺对玻璃纤维的要求不一，具体到一个产品来讲，除了采用玻纤增强树脂后保证其足够的强度外，还要满足其工艺成型，这里简略各种FRP成型工艺用纱的要求。
      ①国内拉挤FRP产量在12万吨，其中玻璃纤维用量达到4万吨。无碱无捻粗纱是一种最基本的拉挤用增强材料，为拉挤产品提供了优异的纵向强度。在生产时，它裹携着其它增强材料一同进入模腔，同时向大部分增强材料如连续毡、缝编织物等提供浸渍所需的树脂。
      拉挤中常用的粗纱为4800TEX，最好是单股纱，这一点对生产大型材尤为重要。连续毡为拉挤产品提供横向强度，它不能单独使用，在粗纱的帮助下才能被拉过加热的模具。国内通常使用的为美国OCF公司的连续原丝毡，还有南京天明公司连续毡和丹阳中亚公司的连续单丝毡等。
      复合毡是玻璃纤维多层复合物，在拉挤工艺中，选择在0度方向粗纱的基础上复合其他各可选方向粗纱及复合毡，就可以得到预期力学性能的制品。表面毡的使用可以提高制品的外观质量，还能提高拉挤速度并降低模具损耗。表面毡根据用途可以选玻纤毡，也可以是化纤表面。
      ②SMC是一种用树脂浸渍短切玻璃纤维、填料及增稠剂组合的一种预成型材料。SMC纱要有极好的集束性、及低的溶解性和适当的浸透性。纱线集束性好，溶解性低，在SMC片材生产中能被树脂垂直穿透;此外，浸润剂膜的硬度和强度高，提高SMC纱的硬挺性，硬挺度一般要大于160mm。在SMC片材压制中常常出现白丝，主要是浸润剂中成膜剂不可溶/可溶比例低，造成纱的集束性低。克服这种现象是提高成膜剂中不可溶/可溶的比例，要求一般在85/15。
    在SMC片材生产中，有时根据制品的要求，在制作片材同时铺放单向纤维或无捻粗纱网格布，如榔头柄、水箱板等。
      国内2007年SMC片材总量达6万吨，需用玻纤达1.5万吨。汽车零部件产量占SMC制品总量的三分之一。
      ③国内BMC产品主要为低压电气开关匣、灯罩及市政工程产品，其应用面广量大，产量达到18万吨左右，短切玻纤用量在5万吨左右。BMC用纱为电气级短切纤维，非受力制品用C短切纤维。要求玻纤原始筒烘干后直接短切，原始经短切后保持良好集束性，不开纤、端面整齐、流动性好、抗静电。BMC用短切纱的纤维长度一般在3-12mm范围内。
      ④国内缠绕FRP产品主要是化工管道、贮罐及防腐工程、地埋电缆管、给排水夹砂管等，其产量在50万吨，玻璃纤维用量在25万吨左右。缠绕纱用软质纱，单纤维直径是(17～24)μm的直接纱，国内合股纱高达16μm。缠绕管道要求内表面光滑，在环向缠绕同时提高纵向强度，所以在管芯模具上喷射短切纤维或铺设表面毡和单向编织布。为提高缠绕纱的强度，特殊的缠绕纤维用纱采用环氧乳液或PU乳液。近年来，重庆国际开发的耐化学腐蚀的ECR玻璃纤维，其耐酸、耐碱、耐水、耐盐、耐温和耐气候性都比E玻璃强，尤其是耐酸性随环境温度的升高优势更明显，这为国内FRP防腐工程提供了性能优越的增强材料。
      ⑤国内风电业和FRP造船业的兴起，带动了玻璃钢成型工艺的改革和提升，传统的敞开式手糊成型工艺在向抽真空灌注成型工艺和低压力的RTM工艺(LRTM)发展，从而带动了无卷曲的强化的玻璃纤维工程织物的产生，这种工程织物包括无粘合剂、缝编短切连续原始毡、复合毡，单向、双轴、双偏、纵向三轴、横向三轴、四轴等编织布等，是世界纤维设计提出的结构性玻璃纤维增强材料。编织物将各平行的纤维层安置在各元件设计需求的负载方向上;同时短切毡，纤维带或其它材料也可加入各层平行纤维之间或其表面，各层的纤维精密编织之后就被固定于同一布匹。这种简单的技术带来了极大的益处，可以满足FRP结构设计最佳性能的要求。国内航天材料及工艺所、维特克斯复合材料(常州) 公司常州良春集团、重庆国际、台湾重亿、常州天马公司等组织了这种工程材料的编织和供应。