凡是能提高聚合物機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)均稱為增強(qiáng)材料。以環(huán)氧樹脂為基體的復(fù)合材料,大都以纖維材料作為增強(qiáng)材料,如玻璃纖維、碳纖維、硼纖維及新型有機(jī)纖維芳綸等。 玻璃纖維 玻璃纖維是由熔化的玻璃液以極快的速度抽拉成的細(xì)絲狀材料,通過并股、加捻成玻璃纖維紗,再紡織成玻璃纖維帶、玻璃布等纖維制品。 (一) 玻璃纖維的種類結(jié)構(gòu)及特點(diǎn): (?。┌春瑝A量分類 根據(jù)堿金屬氧化物的含量分為有堿纖維、低堿纖維、無堿纖維(堿金屬氧化物含量分別為>10%、2%~6%、<1%)。 (2)按纖維直徑分類 玻璃纖維按其直徑不同,可分為粗纖維(直徑>30um),中級纖維(直徑為10~30um),高級纖維(直徑為3~9um)。 (3)按化學(xué)組成分類 玻璃纖維的化學(xué)組成主要是由二氧化硅、鈣、鋁、硼的氧化物構(gòu)成。它們對纖維的特性及工藝特點(diǎn)起決定性作用。二氧化硅為主的稱為硅酸鹽玻璃;含三氧化硼的稱為硼、硅酸鹽玻璃;含有堿金屬的氧化物,可降低玻璃的熔化溫度和黏度,使玻璃液中氣泡易于排除,又稱為有堿硅酸鹽玻璃。具體分成以下6種玻璃纖維。 A 玻璃 含堿金屬,加或不加硼,能承受應(yīng)力不大,只適用于不受氣候老化和潮氣作用的制品。 D 玻璃 屬介電級 ,適用于作電絕緣材料。 E 玻璃 為普通級,硅酸鋁—硼玻璃,堿金屬含量不超過0.8%,廣泛用于電氣制品。 M玻璃 高模量玻璃、能承受高應(yīng)力。 R玻璃 具有高強(qiáng)度和良好的熱穩(wěn)定性。 S玻璃 高強(qiáng)度特種結(jié)構(gòu)用玻璃(用于火箭、飛機(jī)結(jié)構(gòu)中)。 (二) 玻璃纖維織物的種類及特點(diǎn) 根據(jù)不同的厚度可分為0.06~0.5mm的玻璃布,根據(jù)不同的編織形式可分為斜紋布、平紋布、緞紋布、單向布和專供手糊成型用的無捻粗紗方格布等。各種編織玻璃纖維布的特點(diǎn)如下。 (1) 平紋布 編織緊密 ,氣泡難以排除,但因其不厚,且平整,故常用來制作表面層。 (2) 斜紋布 即人字不,質(zhì)地較軟,易彎曲,但氣泡不易排除,常用于較復(fù)雜形狀的產(chǎn)品中。 (3) 但向布 用于制作受力方向較顯著的產(chǎn)品。 (4) 緞紋布和無捻紗方格布 施工方便,氣泡易排除,最適宜用作手糊成制品。 (三) 玻璃纖維的主要優(yōu)點(diǎn) (1) 價格低廉 。玻璃纖維比碳纖維、硼纖維等便宜得多。 (2) 斷裂伸長率大。如E玻璃纖維為4.8%,C玻璃纖維為4.9%,S玻璃纖維為5.7%,而碳纖維只有0.5%。 (3) 比強(qiáng)度高 。就絕對強(qiáng)度而言,S玻璃纖維大于高強(qiáng)度碳纖維。但它的密度比碳纖維大,因而比強(qiáng)度兩者相差無幾。 (4)耐熱性好。玻璃纖維不燃燒,耐熱性較好。在370°C仍可保持其原強(qiáng)度的50%,在540度時尚可保持其強(qiáng)度的25%左右。 (5)耐腐蝕性好。能耐大多數(shù)酸、堿、有機(jī)溶劑。耐候、耐潮性好。 (6)熱膨脹系數(shù)小。膨脹系數(shù)為5.0×10-6/°C約是環(huán)氧樹脂的1/10. (7)單絲直徑細(xì),且斷裂伸長率較大,加工性好。 |