雙組分纖維

雙組分纖維

雙組分纖維又稱為複合纖維,是由兩種不同成纖聚合物或性能不同的同類成纖聚合物組成。由於這種纖維中所含兩種組分相互補充,因此複合纖維的性能通常優於常規的合成纖維,具有多方面的用途。複合纖維按形態可分為兩大類,即雙層型和多層型。雙層型又包括並列型和皮芯型,而多層型又包括並列多層型、放射型、多芯型、木紋型、嵌入型、多島型和雲霧型等。

簡介

雙組分纖維是指由兩種化學或物理性質不同,但化學組成屬於同一種屬的聚合物構成的複合纖維。要求兩組分界面有一定的粘著作用,在纖維加工和使用過程中,兩組分不發生剝離現象 。

雙組分纖維的類型

雙組分纖維成形方法,可以採用複合紡絲法,製成並列型、皮芯型和多芯型複合纖維;也可以採用共混紡絲法,製成海島型複合纖維。利用兩種組分聚合物性質的不同,可以製成三維永久捲曲纖維、熱粘合纖維(如ES纖維)、導電纖維等 。

合成纖維

合成纖維的化學組成和天然纖維完全不同,是從一些本身並不含有纖維素或蛋白質的物質如石油、煤、天然氣、石灰石或農副產品,先合成單位,再用化學合成與機械加工的方法製成纖維。如聚酯纖維(滌綸)、聚醯胺纖維(錦綸或尼龍)、聚乙烯醇纖維(維綸)、聚丙烯腈纖維(腈綸)、聚丙烯纖維(丙綸)、聚氯乙烯纖維(氯綸)等。

纖維的用途

纖維的充填能有效地提高塑膠的強度和剛度。纖維增強塑膠屬剛性結構材料。

纖維增強塑膠主要有兩個組分。基體是熱固性塑膠或熱塑性塑膠,用纖維材料充填。通常基體的強度較低,而纖維填料具有較高的剛性但呈脆性。兩者複合得到的增強塑膠中,纖維承受很大的載荷應力,基體樹脂通過與纖維界面上的剪下應力,支撐了纖維傳遞了外載荷。

熱固性塑膠纖維增強塑膠略寫成FRP(fiber reinforced plastics),熱塑性纖維增強塑膠略寫成FRTP(fiber reinforced thermoplastics)。若用玻璃纖維增強則前綴G,如GFRP、GFRTP;如用碳纖維增強前綴C;用硼纖維則前綴B;用芳綸聚醯胺纖維(Kevlar)增強則前綴K。增強塑膠以玻璃纖維使用占優勢,其品種很多,無鹼玻璃(E-glass)為常用普通纖維,鹼金屬氧化物含量很低,漢密哈頓具有優良的化學穩定性和電絕緣性。

高強度玻璃纖維(S-glass)含有鎂鋁矽酸鹽等成分,具有比E-glass纖維高10%-50%的強度。由於化學成分和生產工藝的不同,還有高模量、中鹼和高鹼等各種玻璃纖維。碳纖維具有較大的剛性和優良的耐腐性,常用於增強熱固性塑膠。

硼纖維本身是鎢絲和硼的複合材料,具有較高的彈性模量,但纖維較粗且製造成本高。常用環氧樹脂作基體。低密度的芳綸纖維國內已經躬行並使用,它用於承受拉應力的纜繩和承力構件。

表面處理是在纖維表面塗覆表面處理劑,表面處理劑包括浸潤劑及一系列偶聯劑和助劑。偶聯劑能在纖維與基體樹脂間形成一個良好黏合界面,從而有效提高兩者的黏結強度,也提高了增強塑膠的防水、絕緣和耐磨等性能 。

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