影响玻璃纤维强度的因素

(1)纤维直径和长度对拉伸强度的影响

一般情况,玻璃纤维的直径愈细,抗拉强度越高,但在不同的拉丝温度下拉制的同一直径的纤维强度,也可能有区别.玻璃纤维的拉伸强度和长度有关,随着纤维长度的增加,拉伸强度显著下降.直径和长度对玻璃纤维拉伸强度的影响,可以用微裂纹假说来解释.因为随着纤维直径和长度的减小,纤维中微裂纹会相应减少,从而提高了纤维强度.

(2)化学组成对强度的影响 一般是含碱量越高、强度越低.无碱纤维比有碱纤维的拉伸强度高20%.

(3)玻璃液质量对玻璃纤维强度的影响

1、结晶杂质的影响:当玻璃成分波动或漏板温度波动或降低时,可能导致纤维中结晶的出现.实践证明,有结晶的纤维比无结晶的纤维强度要低.

2、玻璃液中的小气泡也会降低纤维的强度.曾试验用含小气泡的玻璃液拉直径为μm ’的玻璃纤维其强度比用纯净玻璃液拉制的纤维强度降低20%.

(4)成型条件对玻璃纤维的影响 实践证明,用漏板拉制的玻璃纤维强度高于用玻璃棒法拉制的纤维.在玻璃棒法中,用煤气加热生产的纤维又比用电热丝加热生产的纤维强度为高.如用漏板法拉制10μm玻璃纤维的强度为1700MPa,而用棒法拉制相同直径的玻璃纤维强 度仅为1100MPa.这是因为玻璃棒只加热到软化,粘度仍然很大,拉丝时纤维受到很大的应力;此外玻璃棒法是在较低温度下拉丝成型,其冷却速度要比漏板法为低.

(5)表面处理对强度的影响 在连续拉丝时,必须在单根纤维或纤维束上敷以浸润剂,它在纤维表面上形成一层保护膜,防止在纺织加工过程中,纤维间发生相互摩擦,而损伤纤维降低强度.玻璃布经热处理除去浸润剂后,强度下降很多,但在用中间粘结剂处理后,强度一般都可回升,这是因为中间粘结剂涂层一方面对纤维起到保护作用,另一方面对纤维表面缺陷有所弥补.

(6)存放时间对强度的影响 玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低,这种现象称为纤维的老化.主要是空气中的水分对纤维侵蚀的结果.因此,化学稳定性高的纤维强度降低小,如同样存放2年的有碱纤维强度降低33%,而无碱纤维降低很少.

(7)施加负荷时间对强度的影响 玻璃纤维强度随着施加负荷时间的增长而降低.当环境温度较高时,尤其明显.可能是吸附在微裂纹中的水分,在外力作用下,使微裂纹扩展速度加快的缘故.