纖維纏繞成型是樹(shù)脂基復(fù)合材料的主要成型工 藝之一，其工藝是將浸漬樹(shù)脂的纖維在一定張力下， 按照設(shè)定的角度和鋪層纏繞于芯模上，經(jīng)固化、脫 模、加工制得玻璃鋼制品，產(chǎn)品具有優(yōu)良的耐腐 蝕性能、輕質(zhì)高強(qiáng)和安裝維修方便等特點(diǎn)，綜合成本 低，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益好。

1 張力的產(chǎn)生及分析

纖維纏繞張力的產(chǎn)生可分為主動(dòng)施加和被動(dòng)產(chǎn)生兩種情況: 主動(dòng)施加的張力是為了滿足纖維在芯模 上按規(guī)定線型排列、增加浸透效果、控制樹(shù)脂含量等 玻璃鋼纏繞成型工藝設(shè)計(jì)要求，而在纏繞過(guò)程中設(shè) 置張力裝置、浸膠裝置、刮膠裝置、導(dǎo)紗裝置等使纖 維產(chǎn)生一定的張力; 被動(dòng)產(chǎn)生的張力主要是纖維 離開(kāi)紗團(tuán)時(shí)與紗線間的粘結(jié)力產(chǎn)生的退解阻力和纏 繞過(guò)程中紗線與導(dǎo)紗眼等接觸點(diǎn)產(chǎn)生的摩擦力; 主動(dòng)施加和被動(dòng)產(chǎn)生二者之和，即為纏繞張力。

2 試驗(yàn)部分

2. 1 試驗(yàn)原材料

玻璃纖維: 386、386T 及 316A，巨石集團(tuán)有限公司; 不飽和聚酯樹(shù)脂: JS-P206，巨石集團(tuán)有限公司; 固化劑: 過(guò)氧化甲乙酮; 促進(jìn)劑: 環(huán)烷酸鈷。

2. 2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

數(shù)顯彈簧秤: LP85，香山; 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī): Z050，德國(guó) Zwick 公司; 箱式電阻爐: 一恒SX2-8-10N，上海一恒科技; 纏繞生產(chǎn)線: 大慶慶聯(lián)。

2. 3 玻璃鋼纏繞管道的制備

將玻璃纖維紗由不飽和聚酯樹(shù)脂與固化劑、促 進(jìn)劑按一定比例配置的膠液浸透后，按設(shè)定程序纏 繞、固化制得內(nèi)徑為 10 cm 的管道。具體生產(chǎn)工藝 如下: 樹(shù)脂 ∶固化劑 ∶促進(jìn)劑= 100 ∶1. 5 ∶0. 5( 質(zhì)量比) ; 紗團(tuán)數(shù)量: 48 卷; 纏繞角: 54. 75°; 紗片寬度: 160 mm; 纏繞層數(shù): 10 層; 固化工藝: 24 h 常溫自然固化。

2. 4 性能測(cè)試

管道軸向拉伸強(qiáng)度按照 ASTM D2105 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn) 行測(cè)試。 玻纖含量按照 GB /T 2577—2005《玻璃纖維增 強(qiáng)塑料樹(shù)脂含量試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試。 纏繞張力( 單位: N /根紗) 測(cè)試: 通過(guò)數(shù)顯彈簧 秤勻速牽引玻璃纖維紗線，分別測(cè)試紗線出紗架時(shí)、 浸膠前、芯模前所得拉力 A、B、C。其中第一段張力 即為 A，第二段張力為 B-A，第三段張力為 C-B，總纏 繞張力為 C。

3 結(jié)果與討論

采用 1200 tex 的 386、386T 和 316A 玻璃纖維， 在相同布局的同一纏繞生產(chǎn)線對(duì)比各段張力情況及 玻璃鋼管道制品的玻纖含量和力學(xué)性能，不同玻璃 纖維產(chǎn)品在相同布局的同一纏繞生產(chǎn)線所產(chǎn)生的纖 維纏繞張力不同，最終導(dǎo)致了玻璃鋼制品玻纖含量 之間的差異，甚至影響到管道表面的光潔度。分析 其原因可能主要是不同玻璃纖維產(chǎn)品的表面處理劑 ( 即浸潤(rùn)劑) 組分不同，導(dǎo)致玻璃纖維紗線的相對(duì)滑 爽性以及軟硬存在差異，在纖維纏繞過(guò)程中與張力 裝置、浸膠裝置、刮膠裝置等處的接觸面大小以及摩 擦阻力的不同進(jìn)而體現(xiàn)在最終纖維纏繞張力大小的 不同上; 同時(shí)可以看出較大的纏繞張力易使玻璃纖 維在張力裝置等各接觸點(diǎn)產(chǎn)生磨損，出現(xiàn)單絲斷裂 及毛羽，從而影響玻璃鋼制品的表面光潔度。

4 結(jié)論與建議

( 1) 纖維纏繞張力大小由玻璃纖維紗線的軟 硬、滑爽性以及纏繞設(shè)備的工藝位置決定，并直接影 響最終玻璃鋼制品的玻纖含量，即總纖維纏繞張力 越大，玻纖含量相對(duì)越高，反之亦然，換而言之，亦可通過(guò)玻纖含量的設(shè)計(jì)指標(biāo)來(lái)調(diào)整纖維纏繞張力的 大小;
( 2) 浸膠前纖維纏繞張力的大小影響總纏繞張 力和玻璃鋼制品的表面光潔度，張力過(guò)大易導(dǎo)致纖 維相對(duì)磨損嚴(yán)重，產(chǎn)生大量毛羽，同時(shí)導(dǎo)致玻璃鋼制 品的表面光潔度變差; 張力過(guò)小易導(dǎo)致紗線在紗架 與膠槽之間不斷產(chǎn)生嚴(yán)重的滑落情況，影響正常生 產(chǎn)和管道的表面質(zhì)量及性能。一般建議浸膠前紗線 張力以紗架與膠槽之間紗線不產(chǎn)生滑落現(xiàn)象為宜， 最終通過(guò)浸膠后的張力裝置、刮膠裝置調(diào)節(jié)總纏繞 張力大小調(diào)節(jié);
( 3) 通過(guò) 3 種玻璃纖維直接紗對(duì)比試驗(yàn)分析，發(fā) 現(xiàn) 316A 玻璃纖維各方面性能最優(yōu)，其次為 386T 玻 璃纖維，其中 316A 更適用于第一、第二段工藝復(fù)雜、 張力較大的纏繞設(shè)備，相比較而言，386T 玻璃纖維 更適用于浸膠后纖維纏繞張力較大的纏繞生產(chǎn)線。



 

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