對當前尼龍66隔熱條中玻璃纖維增強的思考

　　表1 玻璃纖維長度及分布對隔熱條產(chǎn)品性能的影響

　　對隔熱條復合材料改性過程中，擠塑機的螺桿螺紋組合對各組份物料分散和玻璃纖維長度影響非常重要。各配方好的物料需要加纖前在特定塑化區(qū)段(一般在五、六溫度區(qū)間)，加入玻璃纖維才能得到比較好的剪切塑化。經(jīng)實驗結(jié)果表明，粒料內(nèi)玻璃纖維長度控制在0.6～0.8mm，隔熱條的綜合力學性能較好。從表1和圖3中顯示， A2樣品的玻璃纖維長度集中于0.6～0.8mm間，分散排列也較均勻，拉伸強度和沖擊強度較好;A1和A3樣品玻璃纖維長度較大，分散排列也不均勻，因此這兩種的拉伸強度和沖擊強度也相應較低;只有通過改變玻璃纖維的排列結(jié)構(gòu)，增加橫向的分布數(shù)量才能達到隔熱條的各項力學性能指標。

　　3.2　玻璃纖維在隔熱條中的取向情況

　　在隔熱條產(chǎn)品中起增強作用的玻璃纖維通常由E型玻璃熔融后由熔爐中抽出纖維狀細絲制成，其化學成分是鈣-鋁的硅酸鹽。E型玻璃纖維具有優(yōu)良的力學性能，還有很好的耐熱性、耐水解性、性耐腐蝕性和尺寸穩(wěn)定性。隔熱條的成型加工要通過擠出機來完成，在擠出過程中，尼龍66熔體中的聚合物分子鏈不可避免地受擠出機的剪切作用，這種剪切作用力方向與擠出方向是一致的，因此加工時尼龍66分子鏈會沿著擠出方向排列取向。而尼龍66熔體中的增強填充材料的玻璃纖維本身具有很高的長徑比(通常在50-100之間)，它也受擠出機剪切作用而取向，但二者取向有明顯差別：尼龍66分子鏈具有粘彈性因此當其熔體從擠出機擠出時由于剪切力瞬間消失，尼龍66分子鏈馬上收縮回彈;玻璃纖維不具有尼龍66特性，其剛性是主要的，故玻璃纖維沿擠出方向的取向是不會消失的，且這種取向很快隨尼龍66熔體的冷卻定型而被定形，見圖3。從圖3可以看出，隔熱條里玻璃纖維分布大致上會沿擠出方向取向，即沿隔熱條縱向方向取向。

　　圖3 隔熱條樣品表面及截面微觀情況

　　從表1、圖2和圖3中的數(shù)據(jù)和圖示可以比較得出產(chǎn)品性能的區(qū)別。A1和A3樣品的橫向抗拉強度與縱向抗拉強度數(shù)值可以看出，隔熱條縱向抗拉強度遠遠大于其橫向抗拉強度，造成這種現(xiàn)象原因正是因為隔熱條里的玻璃纖維沿加工擠出方向而取向，所以隔熱條在沿玻璃纖維取向方向上的縱向抗拉強度遠大于垂直縱向方向的橫向抗拉強度。

　　有些廠家宣傳其隔熱條產(chǎn)品中的玻璃纖維不存在取向問題，并且以電鏡照片加以證明，但從科學的角度來說這是對消費者的一種誤導;電鏡照片只是將隔熱條的局部方面進行放大，并不能代表玻璃纖維在隔熱條里的總體分布情況。隔熱條的生產(chǎn)設備、模具以及復合材料改性工藝決定了玻璃纖維在隔熱條里的取向情況。見表1和圖3中A2樣品的橫向拉伸強度和縱向拉伸強度是比較一致的，而A1和A3樣品的橫向拉伸強度和縱向拉伸強度是相關(guān)較大;因此，隔熱條在橫、縱向拉伸強度數(shù)據(jù)的顯著差異就證明了隔熱條產(chǎn)品中的玻璃纖維存在取向問題。

　　4　玻璃纖維在隔熱條中的增強作用

　　玻璃纖維與尼龍66是兩種化學成分完全不同的材料，要實現(xiàn)玻璃纖維對尼龍66增強效果的最大化必須克服許多技術(shù)難題。國內(nèi)好的隔熱條廠家經(jīng)過多年研發(fā)，采用以下技術(shù)成功地實現(xiàn)了玻璃纖維對尼龍66的最大增強作用：

　　1.獨特的偶聯(lián)劑配方最大限度地保證了玻璃纖維與尼龍66界面粘結(jié)強度，這是玻璃纖維在尼龍樹脂基體起增強作用的基礎。

　　2.針對尼龍66分子結(jié)構(gòu)特點，選用無機/有機復配的方法，研制出尼龍66專用熱穩(wěn)定劑，保持尼龍66分子在加工過程中不斷鏈，確保基體樹脂的高性能。

　　3.最優(yōu)化的混合工藝使玻璃纖維在尼龍66里被剪切成合適的長度，這一長度避免了由于玻璃纖維長徑比過大或過小而使其增強效果受到削弱。

　　4.使用特殊螺桿結(jié)構(gòu)來保證擠出機對物料的塑化，使隔熱條生產(chǎn)能穩(wěn)定連續(xù)地進行，同時這種螺桿結(jié)構(gòu)亦能最大限度減少物料在螺桿的停留避免其降解。

　　在國內(nèi)，盡管國產(chǎn)隔熱條已有十余年的發(fā)展歷史，但大部分國產(chǎn)隔熱條質(zhì)量仍存在一定差距，其主要原因是材料配方、玻璃纖維選用、生產(chǎn)設備、模具工藝以及精密擠出等技術(shù)不足或工藝不完善。鑒于目前隔熱條產(chǎn)品質(zhì)量的混亂狀況，因此讓建筑設計、施工、開發(fā)等專業(yè)人員深入了解隔熱條現(xiàn)狀，知曉隔熱條的生產(chǎn)過程，主動摒棄劣質(zhì)隔熱條，提升建筑門窗的整體質(zhì)量水平，無論對建筑門窗業(yè)本身，還是對社會均有重要意義。

　　5　結(jié)束語

　　本文通過對玻璃纖維的尼龍66隔熱條自身特點和隔熱條產(chǎn)品現(xiàn)狀的分析，發(fā)現(xiàn)隔熱條產(chǎn)品質(zhì)量在應用方面存在著許多問題，這阻礙了玻璃纖維增強尼龍66隔熱條的順利發(fā)展。用玻璃纖維增強的尼龍66隔熱條是一種新型的建筑材料，也得到中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會鋁門窗幕墻委員會的推薦產(chǎn)品。這項技術(shù)充分利用了塑料低導熱的特點阻斷熱量傳導，從而達到了節(jié)能目的，成為目前全世界最理想的隔熱節(jié)能材料。由此組合生產(chǎn)的新型隔熱鋁合金門窗幕墻以其顯著的節(jié)能效果和優(yōu)異的性價比迅速成為我國門窗幕墻行業(yè)的新技術(shù)亮點。

　　正確而深刻地認識玻璃纖維增強尼龍66隔熱條材料的本質(zhì)對推動隔熱條的普及和發(fā)展無疑是有利的，也只有這樣才能讓鋁門窗行業(yè)多些呼吁使用高性能隔熱條的聲音，少些使用那些假冒偽劣產(chǎn)品，為隔熱鋁門窗行業(yè)健康、有序、持續(xù)地發(fā)展創(chuàng)造一個良好的氛圍，為社會創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益�！就辍�

　　參考文獻

　　[1] M.J.Folkes.Short fiber reinforced thermoplastics[M].New York：John wiley，1982：120.

　　[2]Thomason J L.The influence of fiber P roperties and performance of glass fiber reinforced polyamide 66[J].Composites Science and Tech-nology，1999(31)127.

　　[3] J.Homs.TAPPI Polymer，Laminations，and Coating Conference Pro-ceed;ngs，1996，(2)：101.

　　[4] 龍文志.加強鋁合金隔熱型材產(chǎn)品質(zhì)量的探討[J]. 建筑節(jié)能，2008.5.

　　[5]劉相果，彭曉東，劉江等.偶聯(lián)劑對短玻璃纖維增強PA66微觀結(jié)構(gòu)及性能影響研究[J].工程塑料應用，2003，31(7).

　　[6]高玉平. 玻璃纖維增強尼龍66隔熱條的制備與應用[J]. 廣東建材，2004.7.

　　[7]賈娟花，苑會林.耐水解玻璃纖維增強尼龍66的制備及性能研究[J].工程塑料應用.2005，33(8)：1O-l2.

　　[8]鄭金峰. 關(guān)注節(jié)能鋁門窗幕墻發(fā)展與存在的質(zhì)量問題[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2009(05).

　　[9]工程科技[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/563f6083d4d8d15abe234e44.html2010-11-06/

　　2011-08-03.

　　[10]林郁彥,冼杏娟. 纖維取向性對短纖維增強復合材料力學性能的影響 [J]. 機械工程材料，2010.5.

　　[11]全國有色金屬標準化技術(shù)委員會.GB/T23615.1-2009(鋁合金建筑型材用輔助材料第一部分：聚酰胺隔熱條》.中國標準出版社，2009，5(12)：11-l2.

上一頁12下一頁