玻璃纖維強(qiáng)度的影響因素解析
本文從幾個方面對玻璃纖維強(qiáng)度的影響因素進(jìn)行解析,供參考。
玻璃纖維強(qiáng)度的影響因素主要有以下幾點:
1.纖維直徑和長度對拉伸強(qiáng)度的影響 一般情況,玻璃纖維的直徑愈細(xì),抗拉強(qiáng)度越高,但在不同的拉絲溫度下拉制的同一直徑的纖維強(qiáng)度,也可能有區(qū)別。玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度和長度有關(guān),隨著纖維長度的增加,拉伸強(qiáng)度顯著下降直徑和長度對玻璃纖維拉伸強(qiáng)度的影響,可以用微裂紋假說來解釋。因為隨著纖維直徑和長度的減小,纖維中微裂紋會相應(yīng)減少,從而提高了纖維強(qiáng)度。 2.化學(xué)組成對強(qiáng)度的影響 一般是含堿量越高、強(qiáng)度越低。無堿纖維比有堿纖維的拉伸強(qiáng)度高20%研究證明,高強(qiáng)和無堿纖維,由于成型溫度高,硬化速度快,結(jié)構(gòu)鏈能大等原因,因此具有很高的抗拉強(qiáng)度。含K2O和PbO 成分多的玻璃纖維強(qiáng)度較低。 3.玻璃液質(zhì)量對玻璃纖維強(qiáng)度的影響 a.結(jié)晶雜質(zhì)的影響:當(dāng)玻璃成分波動或漏板溫度波動或降低時,可能導(dǎo)致纖維中結(jié)晶的出現(xiàn)。實踐證明,有結(jié)晶的纖維比無結(jié)晶的纖維強(qiáng)度要低。 b.玻璃液中的小氣泡也會降低纖維的強(qiáng)度。曾試驗用含小氣泡的玻璃液拉直徑為5.7um,的玻璃纖維其強(qiáng)度比用純凈玻璃液拉制的纖維強(qiáng)度降低20%。 4.成型條件對玻璃纖維的影響 實踐證明,用漏板拉制的玻璃纖維強(qiáng)度高于用玻璃棒法拉制的纖維。在玻璃棒法中,用煤氣加熱生產(chǎn)的纖維又比用電熱絲加熱生產(chǎn)的纖維強(qiáng)度為高。如用漏板法拉制10um,玻璃纖維的強(qiáng)度為1700MPa,而用棒法拉制相同直徑的玻璃纖維強(qiáng)度僅為1100MPa。這是因為玻璃棒只加熱到軟化,粘度仍然很大,拉絲時纖維受到很大的應(yīng)力;此外玻璃棒法是在較低溫度下拉絲成型,其冷卻速度要比漏板法為低。用各種不同成型方法生產(chǎn)的玻璃纖維的強(qiáng)度各不相同。用漏板法拉制的纖維強(qiáng)度最高,氣流吹拉長棉次之,玻璃棒法再次之。然后是蒸汽立吹短棉,強(qiáng)度最低是蒸汽噴吹礦棉。在采用漏板拉絲的方法中,采用較高的成型溫度,較小的漏孔直徑,可以提高纖維強(qiáng)度。 5.表面處理對強(qiáng)度的影響 在連續(xù)拉絲時,必須在單根纖維或纖維束上敷以浸潤劑,它在纖維表面上形成一層保護(hù)膜,防止在紡織加工過程中,纖維間發(fā)生相互摩擦,而損傷纖維降低強(qiáng)度。玻璃布經(jīng)熱處理除去浸潤劑后,強(qiáng)度下降很多,但在用中間粘結(jié)劑處理后,強(qiáng)度一般都可回升,這是因為中間粘結(jié)劑涂層一方面對纖維起到保護(hù)作用,另一方面對纖維表面缺陷有所彌補(bǔ)。 6.存放時間對強(qiáng)度的影響 玻璃纖維存放一段時間后其強(qiáng)度會降低,這種現(xiàn)象稱為纖維的老化。主要是空氣中的水分對纖維侵蝕的結(jié)果。此,化學(xué)穩(wěn)定性高的纖維強(qiáng)度降低小,如同樣存放233年的有堿纖維強(qiáng)度降低33%,而無堿纖維降低很少。 7.施加負(fù)荷時間對強(qiáng)度的影響 玻璃纖維強(qiáng)度隨著施加負(fù)荷時間的增長而降低。當(dāng)環(huán)境溫度較高時,尤其明顯?赡苁俏皆谖⒘鸭y中的水分,在外力作用下,使微裂紋擴(kuò)展速度加快的緣故。 |
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