凡是能提高聚合物机械强度的物质均称为增强材料。以环氧树脂为基体的复合材料,大都以纤维材料作为增强材料,如玻璃纤维、碳纤维、硼纤维及新型有机纤维芳纶等。 玻璃纤维 玻璃纤维是由熔化的玻璃液以极快的速度抽拉成的细丝状材料,通过并股、加捻成玻璃纤维纱,再纺织成玻璃纤维带、玻璃布等纤维制品。 (一) 玻璃纤维的种类结构及特点: (!)按含碱量分类 根据碱金属氧化物的含量分为有碱纤维、低碱纤维、无碱纤维(碱金属氧化物含量分别为>10%、2%~6%、<1%)。 (2)按纤维直径分类 玻璃纤维按其直径不同,可分为粗纤维(直径>30um),中级纤维(直径为10~30um),高级纤维(直径为3~9um)。 (3)按化学组成分类 玻璃纤维的化学组成主要是由二氧化硅、钙、铝、硼的氧化物构成。它们对纤维的特性及工艺特点起决定性作用。二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃;含三氧化硼的称为硼、硅酸盐玻璃;含有碱金属的氧化物,可降低玻璃的熔化温度和黏度,使玻璃液中气泡易于排除,又称为有碱硅酸盐玻璃。具体分成以下6种玻璃纤维。 A 玻璃 含碱金属,加或不加硼,能承受应力不大,只适用于不受气候老化和潮气作用的制品。 D 玻璃 属介电级 ,适用于作电绝缘材料。 E 玻璃 为普通级,硅酸铝—硼玻璃,碱金属含量不超过0.8%,广泛用于电气制品。 M玻璃 高模量玻璃、能承受高应力。 R玻璃 具有高强度和良好的热稳定性。 S玻璃 高强度特种结构用玻璃(用于火箭、飞机结构中)。 (二) 玻璃纤维织物的种类及特点 根据不同的厚度可分为0.06~0.5mm的玻璃布,根据不同的编织形式可分为斜纹布、平纹布、缎纹布、单向布和专供手糊成型用的无捻粗纱方格布等。各种编织玻璃纤维布的特点如下。 (1) 平纹布 编织紧密 ,气泡难以排除,但因其不厚,且平整,故常用来制作表面层。 (2) 斜纹布 即人字不,质地较软,易弯曲,但气泡不易排除,常用于较复杂形状的产品中。 (3) 但向布 用于制作受力方向较显著的产品。 (4) 缎纹布和无捻纱方格布 施工方便,气泡易排除,最适宜用作手糊成制品。 (三) 玻璃纤维的主要优点 (1) 价格低廉 。玻璃纤维比碳纤维、硼纤维等便宜得多。 (2) 断裂伸长率大。如E玻璃纤维为4.8%,C玻璃纤维为4.9%,S玻璃纤维为5.7%,而碳纤维只有0.5%。 (3) 比强度高 。就绝对强度而言,S玻璃纤维大于高强度碳纤维。但它的密度比碳纤维大,因而比强度两者相差无几。 (4)耐热性好。玻璃纤维不燃烧,耐热性较好。在370°C仍可保持其原强度的50%,在540度时尚可保持其强度的25%左右。 (5)耐腐蚀性好。能耐大多数酸、碱、有机溶剂。耐候、耐潮性好。 (6)热膨胀系数小。膨胀系数为5.0×10-6/°C约是环氧树脂的1/10. (7)单丝直径细,且断裂伸长率较大,加工性好。 |