产能过剩的思考、西方工业化国家玻纤产业变迁和玻璃纤维在发展战略性新兴产业中的作用

分析了当下国内玻璃纤维行业产能增长较快带来的影响,分析西方工业化国家的玻璃纤维产业发展,给予启示,并通过阐述玻璃纤维在我国发展战略性新兴产业中的重要作用,给予行业发展的希望。明确了在国家大力发展新质生产力、积极布局战略性新兴产业的历史进程中,玻纤产业应持续加大技术创新和产品提质降本,重视研发创新、应用创新,寻找新的需求增长点。

无碱玻璃熔体表面张力的研究与应用

基于玻璃熔体表面张力测试技术,研究玻璃纤维行业中,典型无碱配方玻璃(E玻璃)在高温液体状态下(即玻璃液)的熔体表面张力。在此基础上,结合无碱玻璃熔体的粘度性能,对其应用进行探究。结果表明:玻璃纤维行业中,CaO-B_(2)O_(3)-SiO_(2)-Al_(2)O_(3)无碱玻璃,在1200~1500℃时,熔体的表面张力随着温度的升高而增大,有着近似线性的关系;等质量分数的B2O3替代CaO时,无碱玻璃熔体的表面张力减小,同时对温度的变化也更加敏感;对于玻璃纤维用典型无碱玻璃,其熔体可纺性指标k(表面张力γ与黏度η的比值)在2.4~10.4 mm/s范围内。

玻纤处理工艺对玻纤长度分布的影响

为了提高聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料的力学性能,须在树脂基体中添加玻璃纤维作为增强材料。以玻璃纤维为研究对象,采用一种浆料粉碎设备,通过调节浆料质量分数、设备的转速和粉碎的时间,调控纤维的长度分布,采用鲍尔筛分仪表征纤维的长度分布,研究结果表明:随浆料质量分数的增加、转速的增加、处理时间的延长,截留率均出现先增大后减小的趋势,浆料质量分数、转速、处理时间三者之间两两存在交互作用,浆料质量分数与处理时间、浆料质量分数与转速的交互作用比转速与时间的交互作用更加显著。数据分析与拟合结果显示:浆料质量分数为12.5%、转速为750r/min、处理时间为35s时,预测截留率最高,连续开展多次验证性实验,该条件处理后150μm≤玻纤长度<2mm的截留率可以稳定达到(34.7±2)%,满足工艺使用要求。

纤维直径对玻璃纤维直接纱物理性能的影响

研究了不同纤维直径对玻璃纤维直接纱的主要物理性能的影响,并通过光学显微镜对玻璃纤维形貌进行研究。结果表明,纤维直径的大小直接影响到玻璃纤维产品的物理性能,且为关键影响因素,其中与纱线断裂强度、毛羽和膨化率呈负相关性,与纱线耐热性和纱线在树脂中的浸透速度呈正相关性。

玻璃纤维丝饼纱成型模拟

研究了玻璃纤维丝饼纱的成型原理,通过建立简单的数学模型对丝饼纱的成型剖面图进行了模拟,并对其影响因素进行了初步探讨。结果表明:丝饼纱的成型是由丝束在排线钢丝上的分布规律所决定的,并且受排幅、往复距离和丝束带宽的影响。

玻璃纤维烘制效果评价研究

对玻璃纤维烘制效果评价进行了研究,通过引入成膜时间为烘制效果的评价标准,测试不同烘制方式,不同纱团定重,以及不同的烘制时间情况下产品的成膜时间及其毛羽、干基含水变化,综合评价玻璃纤维的烘制效果。在其他条件相同情况下,随着玻璃纤维纱团定重增加,成膜时间会逐渐降低;随着烘制时间的增加,成膜时间会不断增加;通过蒸汽隧道微波烘箱内微波设备的辅助排湿,成膜时间也会增加。在烘制工艺一定情况下测试不同成膜时间,分析玻璃纤维干基含水以及毛羽影响,其中当成膜时间为0时,基本确认产品未烘干,当成膜时间超标准较多时产品毛羽则有增加趋势,相关成膜时间标准则根据不同客户对不同产品特性需求进行试验确立。

超声波对高硅氧玻璃纤维酸处理影响探讨

主要开展了超声波技术在高硅氧玻璃纤维酸处理中的应用研究,通过设计不同的超声强度和超声时间,研究其对酸沥滤、水洗过程中纤维的硅质量分数及比表面积的影响。同时,分析超声波功率和超声时间对高硅氧玻璃纤维酸沥滤进程和水洗效率的影响,评估超声波在酸处理工艺中的应用潜力,结果表明超声处理可以提高高硅氧玻璃纤维酸沥滤和水洗的效率,纤维中SiO_(2)质量分数可达97%以上,为提高产品的品质和生产效率提供参考依据。

电子级玻纤布在覆铜板上胶过程中的断布原因分析及改善

通过对玻纤布线结产生的原因进行分析,对造成断布的线结在厚度、宽度尺寸上进行量化限定,并针对线结产生主要因素进行改善,从而降低玻纤布线结导致断布风险;通过对胶液杂质产生的原因进行分析,识别胶液过滤过程中的风险点,并进行有效预防,进一步降低胶水杂质对断布的影响。

温度对涂黑风电叶片复合材料性能的影响

通过开展温度对涂黑叶片复合材料性能的影响研究,指导对涂黑风电叶片服役寿命的预测。试验结果表明,涂黑叶片日照升高的极限温度为60℃,60℃温度作用3 h后,蒙皮层合板的拉伸和压缩性能均不同程度的退化,拉伸强度和压缩强度分别下降了28.9%、44.5%,但层合板的V形剪切强度下降率相对较低,为6.1%;梁帽用拉挤板的V形剪切强度下降率较高,达16.3%,拉挤板的拉伸强度和压缩强度分别下降了3.3%、6.3%;壳体用PVC60泡沫和Balsa轻木夹芯复合材料的剪切强度分别下降31%、4.2%。

钇内标电感耦合等离子体发射光谱法测定玻璃中的氧化硼

玻璃中硼现有测试方法采用酸溶、碱熔融或微波消解分解样品,但标准曲线法测试玻璃、玻璃纤维中氧化硼,会存在基体的不匹配,影响准确度的问题。讨论了碱熔融分解样品,并在测试溶液和标准曲线中添加钇内标物,通过内标物消除基体影响。不同质量分数水平的硼均能获得准确的测试结果,精密度优,与基体匹配法相比步骤简单、易操作。

氧化铈对电子级玻纤性能的影响

研究了在铝硼硅酸盐玻璃组分中引入CeO_(2)对玻纤性能的影响规律,在玻璃中引入CeO_(2)和对比组Na_(2)O,通过XPS、拉曼、高温粘度、介电性能、电导率等测试对实验玻璃内部结构、高温热性能以及电化学性能进行对比分析。结果表明:在玻璃中引入CeO_(2)使得玻璃连接程度下降,引入的CeO_(2)主要以Ce^(3+)存在,随着CeO_(2)摩尔分数的上升玻璃中[BO_(3)]占比上升,[BO_(4)]下降。引入4%CeO_(2)可以使玻璃熔制温度和成型温度下降69℃和84℃;使介电常数和介电损耗上升0.63和1.9×10^(-3),电导率上升1×10^(-9)S/m。与引入Na_(2)O相比,玻璃中引入CeO_(2)能更有效降低玻璃熔制成型温度,同时对玻纤介电常数、介电损耗、电导率影响更小。

E玻璃纤维用复合澄清剂研究

研究了一种E玻璃纤维用的稀土类复合澄清剂。通过改变复合澄清剂、萤石和元明粉的比例,分析了玻璃的物理化学性质,主要从气泡、玻璃粘度、色差、拉丝运转率等方面进行测试研究,结果表明:复合澄清剂的使用有助于改善玻璃气泡,同时降低元明粉、萤石的用量,对环境也更加环保。复合澄清剂比例在30%和60%时,高温粘度明显降低。对比不同比例复合澄清剂的玻璃状态,最终确定澄清剂中含60%的复合澄清剂时,对玻璃的澄清效果最好,投入生产线后能提高拉丝运转率。

水洗工艺对无碱玻璃纤维布拉伸性能的影响

为了达到降本增效的目的,无碱玻璃纤维布在进行高温热处理前,可以先进行水洗,去除一部分表面附着的有机物,再进行热处理,这样既可以提高无碱玻璃纤维布的强力保留率,又可以降低高温热处理的难度,缩短热处理时间,降低生产能耗。通过对石蜡型无碱玻璃纤维布进行水洗实验,研究了不同水洗工艺对无碱玻璃纤维布有机物残留量、拉伸断裂强力等指标的影响,并结合连续生产实际效率等因素,建议批量生产时水洗工艺为水洗温度85℃,水洗时间15 min。

矩阵参数对穿刺织物厚度及拉伸断裂强力的影响分析

通过对比多规格二维机织碳布经不同钢针矩阵穿刺后的厚度和力学性能差异,分析穿刺矩阵参数对碳布性能的影响。研究结果表明:钢针总截面积变化是造成碳布性能差异的主要原因,其中钢针直径与总截面积存在显著正相关关系,故矩阵钢针直径越大,穿刺后的碳布增厚及拉伸性能降低现象越明显。

影响玻璃纤维直接纱发黄因素的探讨

通过生产过程观察、对浸润剂发黄进行试验模拟分析,研究了玻璃纤维直接纱端面产生黄变的原因,并归纳出引起直接纱端面黄变的重要影响因素。按照影响程度的大小来看,拉丝卷绕比、拉丝张力、拉丝炉位、烘制时间和温度是决定浸润剂黄变的主要影响因素。进一步提出预防直接纱表面发黄的有效措施。

高模扁平玻璃纤维增强PA66复合材料的应用研究

为满足下游产品对PA66复合材料力学强度、光学性能、尺寸稳定性等提出的更高要求,通过使用双螺杆挤出机,采用共混改性方法制备高模扁平玻璃纤维增强尼龙66(SF-PA66)复合材料。对比了高模扁平玻璃纤维、扁平玻璃纤维和圆形玻璃纤维增强的尼龙66复合材料的加工性能、力学性能、光学性能、抗翘曲性能和各向异性情况。结果表明,高模扁平玻璃纤维在各项力学性能表现上均优于扁平玻璃纤维和圆形玻璃纤维,且兼具扁平玻璃纤维在抗翘曲、加工流动性和各向同性方面的优势,尤其在透明度方面表现优异。

玻纤和碳纤在低温下的强度统计特性

利用纤维强伸实验仪和自制的低温实验装置,研究了碳纤维与玻璃纤维在低温(77K)下的拉伸力学性能.由测试数据发现,低温下纤维的强度分布具有统计性,采用Weibull统计分布可以较好的进行描述.在低温下,两种纤维的强度Weibull分布尺度参数和平均强度都有不同程度的提高,而形状参数和弹性模量则基本保持不变.

玻璃纤维表面能及其与不同树脂体系的润湿特性

采用基于Wilhelmy吊片原理的动态润湿新方法,结合热力学OWRK原理,计算了不同玻璃纤维表面自由能及其极性分量和色散分量,测试了玻璃纤维与不同树脂的接触角,分析了玻璃纤维-树脂体系润湿匹配性能。结果表明:六种玻璃纤维表面能大小依次为EY、EYT、JY、TYM、ERY、ECY;玻璃纤维与CYD128环氧树脂接触角较大,润湿性较差,与760E环氧树脂接触角较小,润湿性较好;相对于同一种树脂,ERY、EY、EYT玻璃纤维与其表现出较好的润湿性,而TYM、ECY、JY玻璃纤维表现出较差的润湿性。

硫化镉纳米微晶掺杂Na_2O-B_2O_3-SiO_2系统玻璃的制备及光学性质的研究

本文采用Sol－gel方法制备了掺杂CdS纳米徽晶的Na2O－B2O3－SiO2系统玻璃，研究了这种玻璃材料的合成反应机理和结构特性．利用各种温度下玻璃中掺杂纳米尺寸CdS半导体微晶的光致发光光谱，研究了其光致发光带的峰值能量和线宽对温度的依赖关系，拟合了其带隙发光带的线宽随温度的变化曲线，获得样品的非均匀线宽．CdS微晶的非均匀线宽主要是由于微晶的尺寸分布引起的，可以利用CdS微晶的非均匀宽化系数来评价微晶的尺寸分布．报道了此种玻璃的三阶非线性极化率X（3）＝6.5×10－12esu．简要分析了影响这种材料三阶非线性极化率的因素．

镁水泥对玻璃纤维侵蚀机理的研究

镁水泥浆体的碱度要比普通硅酸盐水泥低得多,它属于较弱碱性的介质,根据作者测定其pH为8.5～9.5。但是在工作中我们发现: (1) 玻纤增强的镁水泥试样的抗冲击强度起初很高,但随其存放而较快下降; (2) 经过较高温度的镁水泥滤液(如60℃/14d)浸泡后,玻纤强度下降。