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有机硅偶联剂——玻璃纤维增强塑料

作者:刘貌敢来源:gb.szrl.net 日期:2013年3月14日 09:35

有机硅偶联剂——玻璃纤维增强塑料

  在高分子材料领域中,由合成树脂加入纤维复合制成的增强塑料已被全球公认为人类材料资源的一刻新星。制造增强塑料的合成树脂主要有不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂;作为增强材料的纤维类包括棉纱、尼龙、人造丝、石棉等。但用的最广泛的是玻璃纤维,它具有强度高、变形小、耐腐蚀、不燃烧、点绝缘等优良性能。目前,还出现了许多高模量、高强度的纤维,如硼纤维、碳纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、芳纶纤维、氧化铝纤维和氮化硼纤维等,将来石墨、石英、碳化钨等也有可能加以利用。

 

  由于玻璃纤维的增强作用,使得增强塑料具有比重小,耐腐蚀性好、比强度高、刚性好等一系列优点,因而有玻璃钢之称。用其制造的产品可以大幅度节省材料和能源,明显地提高产品性能,对宇航器、飞机、汽车、船舰和机械、建筑尤其如此。

 

  玻璃钢是以玻璃纤维及其制品如玻璃布、玻璃带、玻璃毡为增强材料,然后把加入苯乙烯和固化剂等不饱和聚酯树脂涂布于玻璃纤维或玻璃布上,再经固化成型制得。也可用环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、三聚氰胺甲醛树脂等作为涂布材料。

 

  在玻璃钢的生产过程中,有机硅(gb.szrl.net)偶联剂是一种必不可少的玻纤表面处理剂。一般不用偶联剂的玻璃钢制品,在空气中放置半年到一年后其强度往往下降到只有原来的60%左右,这并不是树脂或玻璃纤维的自然老化所致,而是由于空气中的水份浸入到树脂与玻璃纤维的界面中引起表面脱粘所造成的。

 

  若用硅烷偶联剂对玻璃纤维表面进行处理,其用量一般为0.3-1%就可大大提高玻璃纤维及玻璃钢的机械性能、电性能和抗水、抗老化等性能;更可贵的是,使玻璃钢在高湿条件下(如浴缸、潜水艇)几乎保持原来的强度和电绝缘性能。硅烷偶联剂在玻璃钢工业中的作用如此重要,以至可以认为,如无硅烷偶联剂的应用,则无目前性能如此优良的玻璃钢制品。

 

  硅烷偶联剂在玻璃钢中的作用机理,一般认为是,在硅烷偶联剂分子中含有两种性质不同的基团,一种基团能与玻璃纤维表面起化学反应形成共价键;另一种基团与树脂起反应形成共价键,从而使玻璃纤维与树脂形成一个整体。偶联剂在无机材料与高分子合成材料的假面上“分子桥”的作用。

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