6　玻璃纖維的選擇與處理

　　本節將著重討論玻璃纖維的各項規格參數及對模塑料性能的影響。

　　6.1　玻璃纖維的選擇

　　模塑料用玻璃纖維有短切散絲、無捻粗紗以及短切纖維氈3種。
　　(1)短切散絲只用于BMC，絲束長度為3～25mm，纖維直徑9～13mm，線密度可變化于35～306tex之間。有關絲束長度、纖維直徑以及線密度的變化都會影響BMC制品的終性能。
　　(2)無捻粗紗適于SMC的連續生產，其纖維規格范圍與短切散絲所用相同，但連續的無捻粗紗喂入SMC成型機后一般切成12mm左右。無捻粗紗也可用以制造BMC，但僅用于要求纖維長度大的場合。
　　(3)短切纖維氈(CSM)一般采用線密度為20～45tex，可用來制造SMC，能使制品質量分布均勻。

　　6.2　玻璃纖維的表面處理

　　SMC與BMC所用的玻璃纖維必須被覆專用的浸潤劑。浸潤劑主要有可溶性的和不溶性的兩種。
　　(1)可溶性浸潤劑被覆(低集束型)    浸潤劑中的成膜組分可溶解于樹脂混合料中，纖維分散性好，用這種浸潤劑被覆纖維制成的模塑料制品其表面狀態良好，拉伸強度高，但耐沖擊性差，性脆，制品斷裂時表面呈脆性分裂狀。
　　(2)不溶性浸潤劑被覆(高集束型)潤劑中的成膜組分不溶于樹脂混合料中，纖維保持集束狀態。其成膜組分是一種熱塑性樹脂。所得制品沖擊性能好，堅韌，在成型時流動性好，但表面狀態比可溶性的差，紗線易變黃。其制品斷裂時產生一些微裂紋，纖維可由裂口處拔出。
　　以上兩種被覆類型的玻璃纖維含量與沖擊強度關系示于圖16-30。

　　6.3　不同規格的玻璃纖維對制品力學性能的影響

　　(1)短切紗的長度　除了以上兩種不同浸潤劑對制品強度產生重要影響以外，纖維的短切長度是另一個重要的影響因素。一般短切纖維長度為3～25cm，但SMC要求切到6～40mm。當長度在12～40mm時對強度影響不大。對于BMC則纖維長度、浸潤劑類型以及混料時間等對強度都產生影響。一般BMC制品的拉伸強度，在纖維長度為3～6mm時，隨著長度的增加而增大；但增大到13mm時，力學性能反而下降，因為長度較大的纖維在BMC的Z形鍍刀混料機中更易被擠碎。圖16-31、圖16-32分別為不溶性浸潤劑及可溶性浸潤劑被覆的兩種纖維的長度對BMC與SMC制品拉伸強度與沖擊強度的影響。

　　(2)纖維直徑與紗股線密度　不溶性浸潤劑被覆的玻璃纖維制品的紗股線密度對SMC的性能有重要影響，對BMC也有一定影響?？扇苄越檮┍桓驳牟ＡЮw維紗股線密度對SMC和BMC的性能的影響也是明顯的。纖維直徑在10～13μm內變化對制品性能影響不太。圖16-33顯示拉伸強度有隨紗股線密度增加而下降的趨勢。沖擊強度則隨線密度的上升而增大。

　　6.4　工藝控制與質量檢驗

　　玻璃纖維用于模塑料生產時，在工藝上要注意以下問題。
　　(1)玻璃纖維含量要穩定   玻璃纖維含量的波動將影響制品力學性能波動，圖16-34所示為SMC與BMC制品拉伸強度隨玻璃纖維含量而變化的情況。沖擊強度變化與之相似。
　　BMC的玻璃纖維含量一般為20％～40％。低于20％時，即難控制玻璃纖維的含量及分布，制品性能不穩定；高于40％時，樹脂難于浸透纖維；如用低黏度的樹脂混合料，在制造與貯存中又有困難。BMC的玻璃纖維含量一般都不超過25％，高于25％不能再增加強度。
　　(2)玻璃纖維紗股在短切鋪氈時要有良好的分散性   分散不良時，纖維束保持高集束態，使樹脂混合料難于滲入纖維柬，嚴重時會使制品產生氣孔。
　　(3)玻璃纖維要去除靜電   帶靜電的纖維會堵塞切口，并粘在聚氨酯托輥上，并且造成短纖維毛飛揚而落在短切機上，后成纖維團落在傳送帶上，造成難于濕透的白料團。此外帶靜電的纖維可能使氈疏松，也不利于SMC成型。為了克服纖維切割時產生靜電，可以在浸潤劑中加防靜電劑，切刀下方裝除靜電器以及用控制空氣濕度等辦法解決靜電問題。
　　(4)控制纖維氈經過壓輥后的回彈性   高集束性的纖維在制氈中經過壓輥后有一定回彈性，使氈中含有大量空氣，影響SMC的壓模成型并造成制品的疵點，要在操作中注意并考慮降低玻璃纖維的集束性。
　　在玻璃纖維投入使用之前要嚴格檢查質量，主要檢查浸潤劑類型及被覆量、靜電、分散性及線密度(tex)。
　　(1)浸潤劑類型與被覆量  從觀察丙酮可萃取性可以鑒別纖維上浸潤劑在樹脂苯乙烯溶液中的可溶性，可用索格利特(Soxhlet)丙酮萃取法來檢驗其濃度。浸潤劑被覆量可用馬福爐在600～700℃下燒去被覆物后，來計算樣品失量。
　　(2)線密度(tex)  用標準的測長儀取樣后稱量再計算。
　　(3)分散性  可用一個短切器或直接在SMC機組上取樣，分別對不同集束度的紗束進行計數并作出頻率分布圖進行判斷。例如2400tex的無捻粗紗短切后應分散為76tex絲束，取得50根試樣，作出頻率分布圖，如圖16-35所示。從圖16-35可見，分散性良好。