復(fù)合材料中的纖維增強(qiáng)體分無(wú)機(jī)纖維增強(qiáng)體和有機(jī)纖維增強(qiáng)體兩大類。無(wú)機(jī)纖維包括玻璃纖維、碳纖維、硼纖維及碳化硅纖維等；有機(jī)纖維包括芳綸、尼龍纖維及聚烯烴纖維等。
玻璃纖維是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中應(yīng)用最為廣泛的增強(qiáng)體。可作為有機(jī)高聚物或無(wú)機(jī)非金屬及復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。它具有成本低、不燃燒、耐熱、耐化學(xué)腐蝕性好、拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度高、斷裂延伸率小、絕熱性及絕緣性好等特點(diǎn)。作為非結(jié)晶型無(wú)機(jī)纖維，其主要成分時(shí)二氧化硅與金屬氧化物。
世界上應(yīng)用玻璃纖維對(duì)熱塑性塑料進(jìn)行增強(qiáng)改性始于50年代，1952年美國(guó)公司首先開始研制成功長(zhǎng)玻璃纖維增強(qiáng)尼龍6，并與1956年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。采用的是擠出包覆法，與電纜報(bào)包覆法及其相似。國(guó)內(nèi)最先生產(chǎn)玻纖增強(qiáng)尼龍產(chǎn)品的是蘇州塑料一廠，1969年以達(dá)到年產(chǎn)百噸生產(chǎn)規(guī)模。文獻(xiàn)中介紹了利用聚合釜出料口處的樹脂熔體，直接通過機(jī)頭包覆玻纖長(zhǎng)絲生產(chǎn)增強(qiáng)塑料的方法，此法節(jié)省了投資和能耗，也避免了樹脂因擠出造粒而帶來(lái)性能指標(biāo)的下降，適合生產(chǎn)增強(qiáng)塑料品種時(shí)采用。但該工藝生產(chǎn)的增強(qiáng)塑料顆粒或者能夠含單體量比擠出包覆法高，影響塑料制品的質(zhì)量。
熱塑性樹脂經(jīng)玻璃纖維增強(qiáng)后，強(qiáng)度、模量、沖擊性能和耐熱性能都得以全面的提高。纖維增強(qiáng)時(shí)，纖維長(zhǎng)度是決定纖維增強(qiáng)復(fù)合材料主要因素之一。與短玻纖增強(qiáng)方式相比長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍的強(qiáng)度、模量、耐沖擊性、耐蠕變性、耐疲勞性及耐磨、耐熱性等均得以提高，從而進(jìn)一步拓寬了其應(yīng)用范圍。長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)PA6在汽車、機(jī)械、電器、軍工等領(lǐng)域有巨大的發(fā)展?jié)撃堋?/div>
玻璃纖維長(zhǎng)度并不是決定纖維復(fù)合材料性能的唯一因素，樹脂對(duì)纖維的浸漬狀況、纖維在基體中的分布、纖維的含量以及纖維與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度對(duì)復(fù)合材料的性能都存在重要的影響。玻纖在尼龍中起到骨架結(jié)構(gòu)式的增強(qiáng)作用，當(dāng)受到負(fù)荷時(shí)，由于玻纖軸向傳遞，應(yīng)力被迅速擴(kuò)散，阻止裂紋的增長(zhǎng)，因此玻纖含量的增加，使尼龍的力學(xué)性能提高。它的加入使得纖維與基體樹脂間的界面層中聚合物大分子鏈段運(yùn)動(dòng)受到的阻礙作用增加，材料的玻璃化溫度提高，宏觀上表現(xiàn)為熱變形溫度的提高。另外隨著玻纖含量的增加，復(fù)合材料的熔體流動(dòng)速率和斷裂伸長(zhǎng)率下降，而密度和硬度加大。這也說(shuō)明材料抗壓性能提高。但玻纖含量過多時(shí)，導(dǎo)致預(yù)聚體流動(dòng)性降低，給制造工藝帶來(lái)很大困難。文獻(xiàn)認(rèn)為在PA66體系中玻纖含量以30%為最佳，此時(shí)，PA66體系拉伸強(qiáng)度大于100MPa，缺口沖擊強(qiáng)度大于9KJ/m²。高志秋等對(duì)長(zhǎng)玻纖增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料進(jìn)行研究得出在玻纖含量為32.2%，切粒長(zhǎng)度為10mm時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度為208.4Mpa，彎曲強(qiáng)度為269.5Mpa，彎曲彈性模量為9.34Gpa。缺口沖擊強(qiáng)度為29KJ/m²，沖擊強(qiáng)度為63.4KJ/m²。力學(xué)性能明顯優(yōu)于短玻纖增強(qiáng)PA6復(fù)合材料。葛世榮等對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能研究提出纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于25%-30%之間時(shí)增強(qiáng)效果較好。
玻纖增強(qiáng)尼龍66與純PA相比有如下優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械強(qiáng)度大，剛性好（彈性模量比PC大1倍以上）；熱變形溫度比PA高50-60℃；尤其可貴的是耐動(dòng)態(tài)疲勞性好，因?yàn)橛米鹘Y(jié)構(gòu)材料相當(dāng)可靠；此外，其內(nèi)應(yīng)力很小，無(wú)應(yīng)力開裂之慮。玻纖增強(qiáng)尼龍的不足之處是沖擊韌性不如純PA；由于玻纖的滲入使制件外觀光澤欠佳，加工不慎還會(huì)出現(xiàn)明顯的玻纖外露；特別是其成型收縮的各向異性，致使制件容易出現(xiàn)翹曲變形，這給成型加工及制件和模具設(shè)計(jì)都帶來(lái)一定難度。
在玻纖復(fù)合材料中，玻璃纖維是主要的承力組分，由于波纖維是由分散在SiO2網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中的具有很強(qiáng)吸水性的堿金屬氧化物混合組成，暴露在大氣中的玻璃纖維表面會(huì)吸附一層水分子，當(dāng)形成復(fù)合材料以后，存在于玻璃纖維-基體界面上的水既影響玻璃纖維與樹脂基體粘合，又會(huì)破壞纖維并使樹脂降解，從而降低復(fù)合材料的性能。所以其表面處理也成為復(fù)合材料制造的關(guān)鍵技術(shù)和重要工藝。通過表面處理可使玻纖與合成樹脂間能形成牢固的結(jié)合，使其各種性能得以提高，一般的表面處理即指玻璃纖維表面用偶聯(lián)劑進(jìn)行處理以使能夠與基體很好的結(jié)合。
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