简析成型工艺对玻璃纤维性能的影响

徐 结，刘冠杰

（哈尔滨乐普实业发展中心德州分厂，山东 德州 253000）

简析成型工艺对玻璃纤维性能的影响

徐 结，刘冠杰

（哈尔滨乐普实业发展中心德州分厂，山东 德州 253000）

目前玻璃纤维已经广泛的应用于工业生产中，成为现代工业发展中不可缺少的材料。玻璃纤维成型工艺很多，不同成型工艺对玻璃纤维性能有很大的影响。研究成型工艺对玻璃纤维性能的影响，根据应用目选择最佳生产方法，确保玻璃纤维的性能能够达到要求是现阶段重要任务。文章结合玻璃纤维成型工艺试验结果，以及收集到的有关玻璃纤维不同成型工艺资料，详细分析了成型工艺对玻璃纤维性能的影响，希望能够对玻璃纤维生产企业提供一些帮助和启示。

成型工艺；玻璃纤维；性能

玻璃纤维是一种性能优异的非金属材料，广泛的应用于工业生产中。不同玻璃纤维的性能差异较大，由成分和结构决定。相同的玻璃纤维也存在一定的差异，这种差异主要是受成型工艺影响，比如工艺线位置、涂油辊和烘干工艺等，在这详细分析这三个环节对玻璃纤维性能的影响。

1 工艺线位置对玻璃纱线性能的影响

玻璃纱线性能主要受工艺线位置影响，在生产中纤维与集束轮之间的夹角越大，拉丝机卷绕过程中所受到的张力就越大，可能会导致纤维之间相互镶嵌，影响纤维强度等性能。此外，一旦相互镶嵌，在烘干过程中，浸润剂会出现迁移，导致纱线在烘干退解过程中受到更大的牵引力，很容易出现纱线断头、毛羽量增多等不良现象，这一点在去除外圈的时候表现的更加明显，严重者会导致玻璃纤维产品不合格。因此应合理确定工艺位置，最大程度的减少不良影响。

2 涂油辊对玻璃纤维含油量的影响

（1）影响玻璃纤维含油量的主要因素。成膜剂、固含量对玻璃原丝含油脂有着决定性的影响。使用极性较大、粘度较高的环氧类或聚氨酯类浸润剂体系，玻璃原丝中的含油脂一般较高。使用分子极性较弱的乳液浸润剂，比如说PP、PE等，玻璃原丝中的含油值较低。企业通过调整浸润剂的种类来控制玻璃原丝中的含油值，进而控制玻璃纤维中的含油值。

（2）涂油辊对含油量的影响。涂油辊对玻璃纤维含油值的影响不明显，没有起到决定性作用，容易被忽视。因此，一些企业在虽然使用相同浸润剂，但所生产的玻璃纤维含油值却不达标，就是忽视了涂油辊。在玻璃原丝的生产中，涂油辊温度一般要求低于26℃，温度越高浸润剂颗粒布朗运用越剧烈，会明显的降低浸润剂粘度，进而影响玻璃纤维上油性。此外，一些玻璃化转变温度比较低的成膜剂，由于其成膜温度较低，涂油辊的温度较高，出现结皮现象，直接影响到拉丝质量。涂油辊线速度也影响玻璃纤维含油值，研究结果表明，当涂油辊线速度低于13m/min时，玻璃纤维含油值与涂油线速度成正比关系，当涂油线速度为13～15m/min时，涂油线速度对玻璃纤维的影响并不明显，涂油线速度大于15m/min时，玻璃纤维的含油值随着涂油线速度的上升不增反降。

3 烘干工艺对玻璃原丝性能的影响

玻璃原丝集束成形必须经过烘干环节，烘干的目的地是去除原丝饼中的水分，保证含水率在质控范围之内，通过烘干通过高温将粘结剂转为聚合、交联、成膜，从而改善玻璃原丝的性能。目前，在玻璃纤维生产当中所使用的烘干工艺有很多，不同的工艺对纱线的性能有很大影响。

（1）浸润剂成分对烘干过程的影响。浸润剂在成分的差异也会影响到烘干效果。一方面，一些浸润剂当中含有高沸点溶剂，当烘干温度达不到其沸点时，就无法熔融，如果浸润剂所含有的吸湿性强的物质比较多，比如说含有大量的氯化锂、氯化铵、季铵盐等，在烘干的过程中会产生强烈的氢键作用，这种作用有很强的保水功能，导致原丝中水含率较高，达不到规定标准，烘干以后如果放置时间较长，环境湿度较高可能出现烘干后吸水，导致原丝中的含水率超标。另一方面，如果在原丝生产过程中，因为涂油辊、工艺线位置和速度等影响，浸润剂本身迁移比较严重，如果迁移到原丝筒表面会被迅速烘干，在原丝饼表面形成一道保护膜，影响到水分的烘干。

（2）烘干方式对原丝性能的影响。目前，国内企业烘干方式主要有两种，微波烘干和电加热风隧道烘干。微波烘干的时间相对较短，烘干过程中浸润剂迁移小，拉丝环节中具有明显的优势，能够有效减少断丝、毛羽量增多等不良现象，但是这种烘干方式有一个弊端，由于烘干时间比较短，烘干温度相对比较低，只能去除原丝中的水分，成膜剂中的各个组分无法交融、交联，不能达到改善原丝性能的目的，因此适合烘制过程中浸润剂各组分间不需相互作用的玻纤原丝烘干。对于不带旋转角度的纱团，适合采用电加热风隧道烘干，在烘干过程中，原丝中的水分不断蒸发、浸润剂的浓度增加，乳液颗粒凝聚，非离子型浸润剂开始向液相——气相截面迁移，抗静电剂等无机盐会因为过饱和结晶析出。同时，这种烘干方式时间较长，烘干温度较高，成膜剂中的各种组分转为聚合、交联、成膜，有助于改善玻璃原丝性能。

总之，国内企业所使用的玻璃纤维成型工艺有很多，在生产当中需要根据需要对成型工艺进行调整和优化，只有这样才能生产出最符合应用需要的、高质量的玻璃纤维产品。

［1］苏志茹．玻璃纤维烘干控制要点［J］.玻璃，2011，（4）.

［2］王程，林杰奇，乔小乐，薛志伟，宋伟.玻璃纤维纺织型浸润剂烘干工艺研究［J］.玻璃纤维，2011，（3）.

［3］穆允广，杨浩，杨坤，柳丽娜.玻璃纤维拉丝成形环境工艺设计与应用［J］.玻璃纤维，2011，（6）.

［4］王洋.采用单丝涂油器变频技术提高玻璃纤维原丝可燃物含量的稳定性［J］.玻璃纤维，2010，（1）.

Analysis of the Influence of the M olding Process on Glass Fiber Performance

XU Jie，LIU Guan-jie
（Dezhou Branch of Haerbin Lepu Industry Development Center，Dezhou，Shandong 253000，China）

At present the glass fiber has been widely used in industrial production，and become the indispensablematerial in modern industrial development.There aremany glass fibermolding process，and differentmolding process has a great influence on glass fiber performance.To study the influence of themolding process of glass fiber performance，according to the application to choose the best production method，and ensure that the performance of glass fiber can meet the requirements is an important task at this stage.Combining with the glass fibermolding process test results，and the collected information about the different glass fiber molding process，this paper analyzes molding process on the performance of glass fiber in details，aiming to provide some help and inspiration for enterprises producing glass fiber.

molding process；glass fiber；performance

TB332

A

2095-980X（2015）08-0047-01

2015-07-17

徐结（1984-），女，山东平度人，大学专科，主要研究方向：工程材料。