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玻璃纤维有许多优点,但不可否认,它也存在着很多弱点。例如,纤维表面光滑、有吸附水膜、与高分子树脂黏合力很差,另外它还有性脆、不耐磨、僵硬、伸长率小等缺点。所以它的纺织品不柔软,布面不易平整,手拉后易发生形变、脱边等现象,在许多方面的应用受到了限制。玻璃纤维用于增强塑料时,必须进行表面处理,才能充分体现和发挥玻璃纤维本身的优越性。因而玻璃纤维的表面处理技术,是发展玻璃纤维工业的关键。
对于热塑性增强塑料制品来说,玻璃纤维长度比较短,所以玻璃纤维与高分子树脂的粘接性能尤其显得重要。如何提高玻璃纤维与树脂的粘接力,亦即树脂与纤维界面的抗拉应力,这就涉及玻璃纤维的表面处理研究。
当玻璃表面处于不平衡状态时,有强烈吸附极性分子的趋向。而大气中的水气,就是最容易遇到的极性分子(根据共价键理论,在水分子中,由于氧的电负性大,共同电子对偏向于氧原子,使氧原子显负电性而氢原子显正电性,所以O—H键是有极性的)。因而在玻璃纤维表面就牢固地吸附着一层水分子,厚约为水分子的100倍。并且湿度越大,吸附层就越厚。玻璃纤维越细,表面积越大,则吸附的水量也就越多。吸附过程异常迅速,在相对湿度
为60%-70%时,仅需2-3s就得到吸附平衡。这种吸附力很强,大约在500℃和负压的情况下才能把这层水膜除去。这层水膜的存在会严重地影响玻璃纤维与高分子树脂的粘接强度。此外,吸附水还会渗入到玻璃纤维表面的微裂痕中,使玻璃水解成庞大的硅酸胶体,从而降低玻璃纤维的强度。另外,玻璃纤维中含碱量越高,水解性就越强,强度降低也越大。由于玻璃纤维表面的光滑性,本来就不易与其它材料黏合,再加上这层水膜,粘接力就更差了。所以如何避免这层水膜的形成就是表面处理的目的之一。