表面活性剂在玻璃纤维浸润剂中的应用
表面活性剂的润湿性能
表面活性剂得润湿性能一、润湿功能例子：水润湿玻璃，加入表面活性剂润湿容易；水滴在石蜡上，石蜡几乎不被润湿，加入少量表面活性剂石蜡就容易被润湿了；较厚得毛毡或棉絮放入水中，很难渗透，加入一些表面活性剂就容易浸透了。
表面活性剂具有渗透作用或润湿作用所谓润湿就是指一种流体被另一种流体从固体表面或固液界面所取代得过程。
润湿过程往往涉及三相，其中至少两相为流体。
1.润湿过程润湿作用就是一个过程。
润湿过程主要分为三类：沾湿、浸湿与铺展。
产生得条件不同。
其能否进行与进行得程度可根据此过程热力学函数变化判断。
在恒温恒压条件下可方便使用润湿过程体系自由能变化表征。
（1）沾湿主要指液-气界面与固-气界面上得气体被液体取代得过程，在此过程中消失得固-气界面得大小与其后形成得固-液界面得大小就是相等得。
如喷洒农药，农药附着于植物得枝叶上。
沾湿附着发生条件：△G A=γSL-γSG-γLG＜0W A=γSG-γSL+γLG≥0 （沾湿）式中：γSG、γSL与γLG分别为气-固、液-固与气-液界面得表面张力（2）浸湿浸湿就是指固体浸入液体得过程，原有得固气界面空气被固液取代。
如洗衣时衣物泡在水中；织物染色前先用水浸泡过程浸湿发生条件：△G i=γSL-γSG≤0W i=γSG-γSL≥0 （W i：浸湿功）（3）铺展液体取代固体表面上得气体，固-气界面被固-液界面取代得同时液体表面能够扩展得现象。
铺展发生条件为：△G S=γSL+γLG-γSG≤0S=γSG-γSL-γLG≥0 （S：铺展功）一般，若液体能够在固体表面铺展，则沾湿与浸湿现象必然能够发生。
从润湿方程可以瞧出：固体自由能γSG越大，液体表面张力γLG越低，对润湿越有利。
2.接触角与润湿方程（杨氏方程）接触角：固、液、气三相交界处自固-液界面经过液体内部到气液界面处得夹角。
接触角与固-液，固-气与液-气表面张力得关系可表示为：γSG-γSL=γLG COS 杨氏方程COS=（γSG-γSL）/γLG加入表面活性剂，γLG↓γSL↓ COS↑↓＞90°不润湿＜90°润湿越小润湿越好=0°或不存在→铺展将杨氏方程代入W A W i SW A =γLG （1+ COS ）≥0 ≤180° W i =γLG COS ≥0 ≤90° S =γLG （ COS-1） ≥0 ≤0° 纤维特性=γSL +γLG COS 前进接触角 由于液体表面曲率，液体在毛细管中提升力大小为2r γLG COS 。
玻璃钢制品及玻纤制品上玻璃纤维浸润剂的应用
玻璃钢制品及玻纤制品上玻璃纤维浸润剂的应用玻璃钢制品及玻纤制品上玻璃纤维浸润剂的应用发布日期：2011-08-09 来源：陕西玻璃钢网浏览次数：150 分享到：随着玻璃钢工业技术水平的不断提高，对增强材料玻璃纤维制品的质量也提出了更高的要求。
随着玻璃钢工业技术水平的不断提高，对增强材料玻璃纤维制品的质量也提出了更高的要求。
介绍各种不同成型工艺的玻璃钢制品，对玻璃纤维制品的性能要求，综述了玻璃纤维浸润剂技术的应用。
1、缠绕工艺及拉挤工艺拉挤和缠绕工艺的要求与织造工艺有很多相似性，这种相似性决定了它们均使用软质浸润剂，即浸润剂成膜剂为不干的粘结膜，英国标准在分类时都把它们列为w类。
实际上有些产品确实在这三类应用中通用。
O.C.F, PPG及Vetrofex等三大玻纤公司许多产品只是缠绕与拉挤通用。
缠绕成型工艺对缠绕纱技术要求如下:首先纱线耐磨性好，不起毛、不断头;这要求浸润剂中要使用高效的润滑剂，同时浸润剂对纤维保护好，对无碱缠绕纱或拉挤纱，抗拉强度最好要达到0.35N/TEX以上，无捻粗纱的强度下降主要是由于散丝、毛丝及单纤间张力不均匀造成。
对此类纱另一个质量控制指标是成带性好和悬垂性好(张力均匀)。
悬垂性好的无捻粗纱织成方格布布面平整，毛丝少。
用于缠绕、拉挤，则纱线负荷均匀，外观平整，而悬垂性差的无捻粗纱，在复合材料加工过程中，长度短的股纱首先受力，极易拉毛，甚至拉断，而长度较长的股纱则易在导纱孔、模具口处堆积拉断，如在方格布织造时在箭杆导孔处或拉挤纱模具口，减少合股数是提高悬垂性的一个有效方法。
在浸润剂技术方面，提高无捻粗纱的悬垂性可采取以下措施:无捻粗纱在浸渍树脂前要保持暂时的饱和性，合股纱股纱之间不应散开，这样可提高缠绕纱及拉挤纱的作业加工性能。
浸润剂配方中添加水溶性环氧，其作用是提高浸润剂的粘结力，以提高粗纱的成带性。
浸润剂膜爽滑，静电少，使退纱时单股纱通过导纱勾及张力辊时阻力小，张力均匀，悬垂性好，这样的缠绕纱，制品表面平整，凹凸度不大于制品厚度的20% .拉挤纱张力不匀、松弛、圈结、毛丝、断纱，会造成模具进料口堵孔，玻纤纱拉断或大量毛丝堆积，必须停车清理，使作业无法正常进行.拉挤制品也往往使用膨体纱，连续原丝毡或缝编毡，以提高制品横向强度及表面质量，膨体纱对浸润剂有特殊要求，经膨化机后膨化容易，单丝易散开，同时单丝又不能断裂，应成圈状，尽量减少强度的损失，此类浸润剂一般采用增强纺织型浸润剂，原纱、单丝间粘结力适中，易于膨化变形，同时要对纱线保护润滑性好，保护单丝的完整性浸透快、表面质量好。
玻纤浸润剂成膜剂_概述及解释说明
玻纤浸润剂成膜剂概述及解释说明1. 引言:1.1 概述:在各个领域中，成膜剂是一种常见的化学制剂，用于在表面形成薄而均匀的保护膜。
近年来，在复合材料和纤维增强材料的制备过程中，玻璃纤维浸润剂作为一种新型的成膜剂得到了广泛应用。
本文旨在对玻璃纤维浸润剂成膜剂进行全面介绍和解释说明。
1.2 文章结构:本文共分为五个部分，即引言、玻璃纤维浸润剂成膜剂的定义和特点、玻璃纤维浸润剂成膜机理与工艺流程、玻璃纤维浸润剂成膜剂在实际应用中的优势和挑战以及结论与展望。
1.3 目的:本文目的是全面阐述与解释玻璃纤维浸润剂成膜剂相关内容，包括其定义、特点、成膜机理、工艺流程以及在实际应用中所具有的优势和挑战。
通过对玻璃纤维浸润剂成膜剂的深入介绍，希望读者能够更好地理解和应用此种新型成膜剂，并为未来的研究提供参考。
补充说明：玻纤浸润剂成膜剂可根据实际情况进行适当调整和扩展，上述内容仅为参考，请根据需求进行修改和补充。
2. 玻纤浸润剂成膜剂的定义和特点2.1 玻纤浸润剂的概念玻纤浸润剂是一种用于增强材料表面处理的化学物质，主要用于提高玻纤增强塑料（GFRP）以及其他复合材料的表面性能。
它可以通过填充和填平纤维之间的空隙，增加纤维与基体之间的粘合力，从而提供更好的机械性能和化学稳定性。
2.2 成膜剂的作用和应用领域玻纤浸润剂作为一种成膜剂，在GFRP及其他复合材料中起着关键作用。
其主要功能包括：- 提升增强材料表面硬度和耐磨性。
- 增加表面光泽、防尘、抗污染等。
- 改善界面相容性，促进纤维与基体间的粘合。
- 增强GFRP的耐水性、耐腐蚀性和抗UV能力。
玻纤浸润剂广泛应用于以下领域：- 汽车工业：在汽车制造中使用GFRP制造车身和零部件，玻纤浸润剂可以提高其强度、刚度和耐久性。
- 航空航天工业：用于制造飞机、导弹和卫星等的复合材料结构，提高其轻量化和高强度要求。
- 建筑业：使用GFRP制作建筑结构，如桥梁、楼板和管道等，以提供更好的抗震性能和耐久性。
国内外玻璃纤维浸润剂技术的最新进展
国内外玻璃纤维浸润剂技术的最新进展一、浸润剂化工原材料国外最新动态1.浸润剂成膜粘结组分粘结成膜剂，是浸润剂中最重要组分，对玻璃纤维的加工性能及玻璃钢制品性能起着决定性的影响。
（1）环氧乳液或水溶性环氧：随着合成配方及合成工艺的改进，现在国外各玻璃纤维厂使用的环氧乳液浸透速度比以前更快，与基体树脂结合力更强，树脂用量更少。
其分子量分布窄，粘度指数误差可控制在10%以下（国内环氧粘度指数误差有时超过50%），更重要的是高性能环氧乳液能和基体树脂及玻璃纤维表面形成交联点，使得玻璃钢制品力学性能及耐老化性能得以大幅度提高。
（2）乙烯基树脂乳液应用更加广泛：乙烯基树脂既有环氧树脂优良的粘结性又具有双键结构，与不饱和聚酯树脂可在过氧化物引发剂作用下共同固化的特性，玻璃钢制品性能好、颜色浅、透明度高，在透明及以丙烯酸酯为主体的透明复合材料得以广泛的应用。
其乳液形成一完整系列，从软质粘性膜到硬质高分子强韧膜，以适合不同浸润剂的要求。
（3）聚酯树脂：在合成时应用多种原材料，酸有间苯型、对苯型、多元醇有三、四官能团的。
合成工艺也采用了二步及三步合成法。
总之合成工艺更趋精细更符合分子设计原则。
为此形成了以Nexiol 954/D为代表的十多种系列产品，能满足从透明瓦到喷射、SMC硬质纱的要求。
（4）PVAc（聚醋酸乙烯酷）乳液：速溶型及高联型的PVAc品种更多、更能适应浸润剂的技术要求。
单体中引入了环氧、羟丙酯，含不饱和双键等组份，与原有的PVAc乳液各项性能不可同日而语。
速溶型的PVAc与不饱和聚酯树脂及苯乙烯单溶解度及亲和性更好，交联型的PVAc交联密度更高，集束性好，树脂纵向穿透能力强，而且PVAc合成中应用核壳结构或互穿网络（IPN）技术使其性能更好，用途更为广泛。
（5）聚氨酯乳液：聚氨酯乳液为新型的迅速崛起的一种浸润剂成膜剂，除少量用于SMC、喷射、BMC等硬质纱外，主要用于增强热塑性塑料用纱，对纤维保护作用好，膜坚韧，有弹性，与热塑性塑料亲和性好。
浸润剂机理
玻璃纤维浸润剂技术是一门涉及许多学科领域的综合性应用技术。
涉及到下列基础理论知识：表面物理化学及粘结理论；高分子物理化学理论；乳液理论及乳化过程；偶联剂机理及作用；润滑剂机理及作用；抗静电剂机理及作用。
这些基础理论始终贯穿并指导着浸润剂技术的研究开发工作。
（一）玻璃纤维的表面特征玻璃纤维与同质量的块状玻璃相比，其表面积要大得多，例如直径 5.6〜9卩m的纤维，其比表面积可达0.2〜0.55m2/g，比块状玻璃大1000〜2000倍。
这么大的比表面积必然影响到材料性质以及它与其它材料之间的粘结性。
两个固体之间或一个固体与一个液体之间的粘结是由材料表面的原子数及其组合状态决定的，受内部材料本身影响较少。
当用玻璃纤维做复合增强材料时（如增强塑料、橡胶或水泥等），纤维表面特征对复合材料中界面的粘结影响很大。
这种界面粘结应力能否从强度和模量较低的基体树脂传递到强度和模量较高的玻璃纤维上去，这是一个关键问题。
浸润剂膜涂覆在玻璃纤维表面上，浸润剂中各组分在玻璃纤维表面产生吸附和反应，形成了新的固- 气界面，从而改变了原有裸露玻纤的界面特性。
因此研究玻璃纤维表面化学组成和结构特征，有利于深入了解界面上发生的反应，这对于浸润剂在玻璃纤维中的应用是非常重要的。
玻璃纤维表面构成一个不连续的玻璃结构平面。
非二氧化硅组分作为微小的分散相存在，它们的大小估计为 1.5〜20nm玻璃纤维表面总要吸附水分子并使其极化，负氧离子朝外，因而玻璃纤维最外层表面实际上是由负氧离子构成的，是阴离子性，对带正电的阳离子或基团有亲和性。
断开一块玻璃的表面，弱键和强键都被断开，自由价力伸向空间，表面阳离子配位要求不能满足，使表面产生很高的自由能。
为降低自由能，形成一个稳定表面，必然吸附大气中水分来满足。
因此玻璃纤维刚从漏板下拉出时，冷却过程中立即吸附了多层水分子，此吸附水在300C #时亦不易驱走，需在500下真空加热才能基本去除。
吸附水的水分子中带正电的H+会与玻璃表面的SIO或ALO-形成较强的化学键，即形成OH-基团，以致水分子发生极化，其正电端朝玻璃，负电端向外，导致进一步吸收水分子，在温度20 C、相对湿度90%/时，吸附水膜可达到50-300个单分子层。
玻璃纤维湿法制品
4 湿法薄毡的基本性能及影响因素 4.1 玻璃纤维湿法毡的克重 一般为30～150g/m2，用量最多的是30～80g/m2的产品。 4.2 厚度 一般在0.3～1.2mm范围内，最常用的为0.3～0.6mm。 4.3 抗拉强度 200mm×50mm的试样，纵向抗拉强度一般为130～350N，横向抗拉强度为110～230N。薄毡的纵向与横向抗拉强度比为1:1到4:1的范围。
二、玻纤薄毡
3.2 成型工艺和主要装备 湿法毡的成型：真空圆筒成形机和斜长网成形机二种。 斜长网成形机：网前箱、聚酯成型网和真空箱脱水箱组成，见图2-57。当浓度为0.03%的玻纤浆液经佈浆管流到斜长网成形机上，经真空抽吸，纤维沉积于网带上形成毡坯。毡片经过二次真空脱水后，送到施胶机。 图2-57 斜长网机的构造示意图
二、玻纤薄毡
3 玻纤薄毡 生产工艺及装备 玻璃纤维湿法薄毡生产工艺流程； 玻纤短切→称量配料→制浆(分散、储浆)→上浆→脱水→成型→施胶→烘干固化→纵切→卷取→包装。 1-纤维供料；2-分散罐；3-贮存罐；4-供料泵；5-稀释罐；6-供料泵；7-网前箱； 8-斜网成型线；9-粘结剂；10-干燥炉；1l-固化炉；12-切割部；13-卷收部 图2-56为玻璃纤维湿法薄毡生产工艺装备示意图
（2）聚乙酸乙烯乳液：非离子型，阳离子型，不含软化剂，有聚乙烯醇胶体保护。
固含量
40%
PH值
4 （10%溶液）
粘度（20℃）
24000mPa•s
密度
1g/cm3
酸值
5.5mgKOH/g
稀释度
用水无限稀释
二、玻纤薄毡
（3）丙烯酸酯树脂乳液：阳离子型 粘结剂施加方式是喷淋，也可以浸渍。
二、玻纤薄毡
表面活性剂的润湿性能
表面活性剂的润湿性能一、润湿功能例子：水润湿玻璃，加入表面活性剂润湿容易；水滴在石蜡上，石蜡几乎不被润湿，加入少量表面活性剂石蜡就容易被润湿了；较厚的毛毡或棉絮放入水中，很难渗透，加入一些表面活性剂就容易浸透了。
表面活性剂具有渗透作用或润湿作用所谓润湿是指一种流体被另一种流体从固体表面或固液界面所取代的过程。
润湿过程往往涉及三相，其中至少两相为流体。
1.润湿过程润湿作用是一个过程。
润湿过程主要分为三类：沾湿、浸湿和铺展。
产生的条件不同。
其能否进行和进行的程度可根据此过程热力学函数变化判断。
在恒温恒压条件下可方便使用润湿过程体系自由能变化表征。
（1）沾湿主要指液-气界面和固-气界面上的气体被液体取代的过程，在此过程中消失的固-气界面的大小与其后形成的固-液界面的大小是相等的。
如喷洒农药，农药附着于植物的枝叶上。
沾湿附着发生条件：△G A=γSL-γSG-γLG＜0W A=γSG-γSL+γLG≥0 （沾湿）式中：γSG、γSL和γLG分别为气-固、液-固和气-液界面的表面张力（2）浸湿浸湿是指固体浸入液体的过程，原有的固气界面空气被固液取代。
如洗衣时衣物泡在水中；织物染色前先用水浸泡过程浸湿发生条件：△G i=γSL-γSG≤0W i=γSG-γSL≥0 （W i：浸湿功）（3）铺展液体取代固体表面上的气体，固-气界面被固-液界面取代的同时液体表面能够扩展的现象。
铺展发生条件为：△G S=γSL+γLG-γSG≤0S=γSG-γSL-γLG≥0 （S：铺展功）一般，若液体能够在固体表面铺展，则沾湿和浸湿现象必然能够发生。
从润湿方程可以看出：固体自由能γSG越大，液体表面张力γLG越低，对润湿越γLG COS θ γSG θ S γSL 有利。
2. 接触角和润湿方程（杨氏方程）接触角：固、液、气三相交界处自固-液界面经过液体内部到气液界面处的夹角。
接触角与固-液，固-气和液-气表面张力的关系可表示为： γSG -γSL =γLG COS θ 杨氏方程 COS θ=（γSG -γSL ）/γLG加入表面活性剂，γLG ↓ γSL ↓ COS θ↑ θ↓θ＞90°不润湿 θ＜90°润湿 θ越小润湿越好 θ=0°或不存在→铺展将杨氏方程代入W A W i SW A =γLG （1+ COS θ）≥0 θ≤180° W i =γLG COS θ ≥0 θ≤90° S =γLG （ COS θ-1） ≥0 θ≤0° 纤维特性2r γSG =γSL +γLG COS θ θ前进接触角由于液体表面曲率，液体在毛细管中提升力大小 L 为2πr γLG COS θ。