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化学纤维

100人浏览   2024-07-31 12:17:05

顾名思义纤维就是细细的丝组成的材料,由此纤维的分类很多,主要分天然纤维、化学纤维、合成纤维、无机纤维;

天然纤维:可以在自然界直接取得的纤维分植物纤维、动物纤维、矿物纤维三类;植物纤维主要是植物的根茎叶部位有纤维,植物纤维的主要成分是纤维素动物纤维是从动物的毛或者腺分泌物得到的纤维,动物纤维的主要化学成分是蛋白质,故称为蛋白质纤维,矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石获得的纤维,主要组成物质为各种氧化物(氧化铝、二氧化硅、氧化镁);

化学纤维:经过化学试剂处理加工制成的纤维,可细分为人造纤维(再生纤维)、合成纤维、无机纤维,人造纤维是用含有天然纤维或蛋白纤维的物质,如木材、甘蔗、芦苇、大豆蛋白质纤维等及其他失去纺织加工价值的纤维原料,经过化学加工后制成的纺织纤维。主要用于纺织的人造纤维有:黏胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维;再生纤维是指将天然高聚物制成的浆液高度纯净化后制成的纤维,如再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维、再生淀粉纤维以及再生合成纤维。

合成纤维:合成纤维的化学组成和天然纤维完全不同,是从一些本身并不含有纤维素或蛋白质的物质如石油、煤、天然气、石灰石或农副产品,先合成单位,再用化学合成与机械加工的方法制成纤维。如聚酯纤维(涤纶)、聚酰胺纤维(锦纶或尼龙)、聚乙烯醇纤维(维纶)、聚丙烯腈纤维(腈纶)、聚丙烯纤维(丙纶)、聚氯乙烯纤维(氯纶)等;

无机纤维:无机纤维是以天然无机物或含碳高聚物纤维为原料,经人工抽丝或直接碳化制成。包括玻璃纤维,金属纤维和碳纤维。

纤维的用途:纤维的充填能有效地提高塑料的强度和刚度。纤维增强塑料属刚性结构材料。

纤维增强塑料主要有两个组分。基体是热固性塑料或热塑性塑料,用纤维材料充填。通 常基体的强度较低,而纤维填料具有较高的刚性但呈脆性。

两者复合得到的增强塑料中,纤维承受很大的载荷应力,基体树脂通过与纤维界面上的剪切应力,支撑了纤维传递了外载荷。

热固性塑料纤维增强塑料略写成FRP(fiber reinforced plastics),热塑性纤维增强塑料略写成FRTP(fiber reinforced thermoplastics).若用玻璃纤维增强则前缀G,如GFRP、GFRTP;如用碳纤维增强前缀C;用硼纤维则前缀B;用芳纶聚酰胺纤维(Kevlar)增强则前缀K。

增强塑料以玻璃纤维使用占优势,其品种很多,无碱玻璃(E-glass)为常用普通纤维,碱金属氧化物含量很低,汉密哈顿具有优良的化学稳定性和电绝缘性。

高强度玻璃纤维(S-glass)含有镁铝硅酸盐等成分,具有比E-glass纤维高10%-50%的强度。由于化学成分和生产工艺的不同,还有高模量、中碱和高碱等各种玻璃纤维。碳纤维具有较大的刚性和优良的耐腐性,常用于增强热固性塑料。

硼纤维本身是钨丝和硼的复合材料,具有较高的弹性模量,但纤维较粗且制造成本高。常用环氧树脂作基体。低密度的芳纶纤维国内已经躬行并使用,它用于承受拉应力的缆绳和承力构件。

表面处理是在纤维表面涂覆表面处理剂,表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂和助剂。偶联剂能在纤维与基体树脂间形成一个良好黏合界面,从而有效提高两者的黏结强度,也提高了增强塑料的防水、绝缘和耐磨等性能。