1、畢業論文：中堿無捻粗紗的生產工藝和性能 (1)摘要 : 本文探討了中堿無捻粗紗的牛產工藝，介紹了其基本性能及應用情況 關鍵詞 : 堿無捻粗紗 工藝 性能 應用丄、八1 前言隨著玻璃鋼工業，尤其是纖維纏繞玻璃鋼管罐和拉擠型材的迅猛發展，帶動了 國內機械成型用中堿無捻粗紗的發展。其低廉的價格，優良的耐酸性能，較高 的物理力學性能，充裕的來源及良好的工藝性能，使其逐漸取代部分無堿纖維 而成為國內玻璃鋼纏繞和拉擠成型的主要增強材料之一。1 987年以來，南京玻璃纖維研究設計院與馬鞍山市玻纖廠研制開發出纏繞型和拉擠型中堿無捻粗 紗，已在數十條纏繞和拉擠生產線上應用。在使用過程中通過不斷調整拉茲、 絡紗工

2、藝和浸潤劑配方，使紗的物理和工藝性能不斷提高。本文就此進行介 紹。2 生產工藝 2. 1 拉絲工藝采用單臺400孔代鉑爐，平左拉大卷裝拉絲工藝，單絲直徑 13卩m為使原絲 單絲夠均勻涂上浸潤劑并形成完整的保護膜，減少原絲與浸潤槽之間的磨擦， 改善原絲在浸潤槽的斷頭飛絲現象。我們采用了單絲涂油器。用耐腐耐高溫的 高純石墨作涂油轉輥的材料。為便于原絲烘干和退解，提高原絲筒卷裝量，在 排線上采取螺旋鋼絲排線和軟筒內退工藝。原絲筒卷裝量可達23kg。該紗的拉絲工藝基本參數見表 1 。2. 2 浸潤劑的配制 本文所述無捻粗紗用于纏繞和拉擠，屬軟質紗。根據纏繞拉擠成型工藝的特 點，我們要求浸潤劑能賦予該紗

3、以下幾種性能 : (1) 柔軟，纖維表面光滑，有良 好的集束性，張力均勻，無毛絲 (2 與不飽和聚醋樹脂有良好的相溶性，有較快 的浸透速度 ; (3) 有良好的成膜性，能夠在纖維表面形成均勻連續的保護膜，使 纖維有較好的耐磨能力 ; (4) 纖維獲得疏水性表面，制成的玻璃鋼制品有較好的 力學性能和耐水性。根據上述要求，我們選用的浸潤劑主要包括下列組份。(1) 成膜劑，它是浸潤劑的主要成份，其作用是通過粘接作用將原絲單絲集 束，在原絲表面形成保護膜，賦予原絲柔軟性，并直接影響樹脂對紗的浸潤速 度。鑒于纏繞和拉擠成型玻璃鋼的基體以不飽和聚醋樹脂為主，我們采用水溶 性聚醋樹脂乳液 A 和水溶性聚醋樹

4、脂 B 為主成膜劑。其中 A 組份的特點是成膜性好，對不飽和聚醋樹脂浸透性優異，有一定的粘結性，成膜后有一定的硬挺 性。 B 組份的特點是與聚醋樹脂相溶性較好，纖維乎感柔軟。同時選用水溶性 環氧樹脂 C 作為輔成膜劑。該樹脂水溶液可滲透到纖維空隙中形成均勻薄膜， 受熱干燥后，分了相互交聯，有效地將原絲單絲粘結在一起，增加原絲集束性 和耐磨性。由于環氧端基極性較大并有反應活性高的烴基，和具有電負性的玻 璃纖維表面相互間存在偶極作用，這種物理吸附作用有利于提高原絲的拉仲強 度。同時樹脂 C 還可適當提高玻纖原絲的硬挺性。考慮到環氧樹脂過多不利于 不飽和聚醋樹脂對纖維的浸潤，因而應適當加以控制用量。

5、(2) 潤滑劑。無捻粗紗在拉絲，絡紗及使用過程中，表面要與相關的工藝工裝 ( 如集束輪、涂油輥、排線輪、絡紗機導紗桿和纏繞、拉擠設備上的紗架導紗裝 置等) 相互磨擦。為盡可能減少由此造成對纖維表面的損傷，可選用適量的潤滑 劑加入浸潤劑中。我們選用的潤滑劑 D 屬陽離子表面活性劑，它同時具有一定 的抗靜電作用并有利于穩定浸潤劑體系。偶聯劑。經過對比，最后選用了硅烷型偶聯劑K,結構式為CH2= C(CH3)-COO- R-Si(OMe)3o該偶聯劑分了中含有雙鍵，在玻璃鋼固化反應中可與不飽和 聚酷樹脂中的雙鍵起交聯反應。偶聯劑K在使用中要預先調成水溶液，這一過程是水解過程。通過調整水溶液 的 pH

6、 值可以控制偶聯劑的水解和縮聚速度。同時要注意控制攪拌速度和時間， 避免因快速攪拌造成縮聚速度加快。配好的偶聯劑一般應控制在 3d 以內用完。 放置時間過長，水解液中單體比例下降，多聚體增加，影響其反應活性，降低 偶聯效果。(4) 其它助劑。除上述三類材料外，還有其它助劑，如用于調節浸潤劑和水解液 酸度的有機酸，用于增加浸潤劑膜的柔韌性和改善纖維表面乎感的柔軟劑 F 等。2. 3 原絲烘干浸潤劑為水溶液， 90%以上是水，盡竹在拉絲過程中由于拉絲機頭高速旋轉而產 生的離心力將原絲中部分水份甩掉，但原絲筒中仍含大量水份，一般在6%110 140C。8%。含水率過高既影響到原絲的退解，又影響樹脂對

7、纖維的浸潤和與樹脂的結 合，增加了浸漬時間，玻璃鋼制品的力學強度也隨之下降。因此對中堿無捻粗 紗，我們控制水份含量在 0. 15%以下。這就要求在整個生產過程中有一道原絲 烘干工序。我們采用了間隙式烘房，通過電熱風對原絲烘焙。通過多年的實 踐，對影響烘十效率的因素進行了總結，歸納起來主要有以下幾點 : (1) 烘干溫 度應從低到高逐步增加。實際烘干溫度一般控制在 (2) 適當加大送風速度。同時要通過過濾裝置降低烘房內空氣濕度，增加烘干效 率。(3) 原絲筒厚度不可過大，盡可能減少內層水份向表層遷移的行程，在可能的條 件下，應盡量加大原絲筒直徑和長度，從而達到既不降低原絲筒卷裝量，又縮 短烘干時

8、間的日的。2. 4 絡紗 為滿足纏繞和拉擠工藝要求，我們采用了新型大卷裝無捻粗紗絡紗機，卷裝量達 20kg 以上，解決了過去存在的卷裝量小，張力不勻，成型不良等問題。3 性能分析 3. 1 中堿無捻粗紗的物理性能按照上述工藝生產的中堿無捻粗紗的基本物理性能見表2。從表 2中可見，中堿無捻粗紗的含水含油率均高于無堿纖維。其中含水率偏高是由于中堿玻璃含 有較高含量的易吸水的堿金屬氧化物。而含油率偏高是為了保護紗的表面，減 少纖維在生產中被磨損而造成的強度下降。從強力來看，中堿纖維略低于無堿 纖維，但差別不大，能夠滿足一般要求。本篇論文由網友投稿，3C0M文檔只給大家提供一個交流平臺，請大家參考，如

9、有版權問題請聯系我們盡快處理。 3. 2 中堿無捻粗紗對樹脂的浸透性能 樹脂浸透的好壞，直接關系到該纖維能否滿足玻璃鋼成型工藝要求和制品的性能。我們對幾種纖維進行了對比測試，結果見表 3。從表 3 中可見，不飽和聚醋樹脂對中堿無捻粗紗的浸漬速度較快，浸潤劑與樹 脂的相溶性較好，表明該紗選用的浸潤劑配方完全適合纏繞和拉擠工藝。其終 態略渾是由于該不飽和聚醋樹脂的折光率為 1. 543 ，與無堿纖維的折光率 1. 548相近，而與中堿纖維折光率 1. 515 差別較大所致。試驗還表明，紗的浸透 速度還與其含油率成反比。這是由于含油率增加，紗表面浸潤劑膜厚度增大， 使樹脂對紗的浸潤浸透能力下降，時間

10、增加。因此如何在不影響紗的其它性能 的條件，設法降低紗的含油率是一件十分重要的工作。3. 3 用中堿無捻粗紗所制玻璃鋼的性能 分別采用中堿無捻粗紗 ( 纏繞型和拉擠型 ) 及無堿粗紗制成玻璃鋼筒環和棒，并 對其力學性能進行了測試，其結果見表 4、表 5。從表4、表5、中可見，中堿纖維制成的玻璃鋼強度比無堿紗低 5%-15%相差 不大。說明中堿無捻粗紗由于采用了合適的增強型浸潤劑，通過匹配得當的偶 聯劑作用，加之合理的烘干工藝使紗的含水率大大下降，所制普通玻璃鋼制 品，從力學性能來看基本能達到要求。4 使用情況 該紗 1988 年首次用于河北中意玻璃鋼廠干凈棉紗將漏點處的油擦去后立即用膠 堵上并用玻璃纖維布帶纏繞捆扎數道，在漏點四周抹膠并修整光順。數分鐘后 膠即凝膠固化變硬，漏油被完全止住。對電力變壓器散熱片裂縫漏油堵漏。一臺正在運行的變壓器散熱片裂縫長約 5 cm,變壓器油呈線條狀不斷地從裂縫處漏出，先用凈布在漏點將油擦去并迅速 地用膠涂敷漏點上一層玻璃纖維布后再用膠涂復修整。共用膠 10 余克， l0min 就完全堵住了漏點，膠干油止一次成功。此外用同樣的方法和膠還試堵修補了 數臺規格大小不一的變壓器的滲漏泄漏。漏點有的在殼體與散熱片連接處，有 的是焊縫砂眼，有的在散熱片折角處等，這些修補處理經將近一年的運行，仍 無一滲漏。