鄭彩華 曾云浩 徐少鋒 諶 俊

（1 清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電與汽車工程學(xué)院；2 清遠(yuǎn)忠信世紀(jì)玻纖有限公司）

0 引言

玻璃纖維增強(qiáng)熱塑、熱固性樹脂復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、耐高溫、比重輕、絕緣性好、抗彎曲優(yōu)良等一系列特性，廣泛應(yīng)用于建筑、車輛、船舶、電子電氣、管道等領(lǐng)域，成為新世紀(jì)不可缺少的可持續(xù)發(fā)展的高新技術(shù)材料。浸潤(rùn)劑是玻璃纖維拉制和織造中不可缺少的材料，具有潤(rùn)滑、粘結(jié)、集束、消除靜電以及改善纖維與基材界面性能等作用[1]。淀粉因其黏結(jié)性較好、熱分解溫度低、分解后殘余物較少、易于在熱清洗工序中去除，且來源廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)，隨池窯拉絲技術(shù)的發(fā)展，淀粉型紡織浸潤(rùn)劑得到了極大的發(fā)展應(yīng)用[2-3]。

目前，壟斷超細(xì)電子紗制造技術(shù)的美國(guó)和日本已將淀粉型玻纖浸潤(rùn)劑廣泛普及并應(yīng)用于玻纖工業(yè)生產(chǎn)線，而我國(guó)淀粉型玻纖浸潤(rùn)劑的研究尚處于發(fā)展階段，復(fù)合改性淀粉型浸潤(rùn)劑已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)[4]。本實(shí)驗(yàn)選取玉米淀粉為原料，通過改性、復(fù)配，制備出粘結(jié)性合適的改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑，并通過產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用分析了對(duì)纖維紗硬挺度、燒失量、毛羽問題及透氣性的影響；對(duì)打破國(guó)外對(duì)于玻璃纖維浸潤(rùn)劑的技術(shù)壟斷，提升我國(guó)玻璃纖維產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和持續(xù)發(fā)展能力具有重要意義。

表1 實(shí)驗(yàn)所用主要原料與試劑

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料與試劑(見表1）

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑的制備工藝

⑴按照一定配方將加熱融化后的三酸甘油酯、脂肪酸酯、聚氧丙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酰胺和硬脂酰胺醋酸鹽裝入容器混合均勻，加入55～75℃的去離子水至乳化，4～10min 后再加入適量55～75℃的去離子水?dāng)嚢杈鶆颉?/p>

⑵采用55～75℃的去離子水分別制備雙十八烷基二甲基氯化銨溶液、改性水溶性雙酚A 環(huán)氧樹脂衍生物溶液、甲醛溶液和有機(jī)硅類化合物溶液。

⑶制備改性玉米淀粉液：分別將羥丙基醚化改性玉米淀粉A 和羥丙基醚化改性玉米淀粉B 加入一定量55～75℃的去離子水，攪拌分散5min，加熱至90～100℃并保溫20～60min，然后加入去離子水調(diào)整溫度至67～73℃。

⑷將⑴、⑵和⑶步制備的乳化物和溶液加入淀粉液中，其中最后加入有機(jī)硅類化合物溶液，加去離子水調(diào)整至所需濃度，攪拌均勻。

1.2.2 性能檢測(cè)

⑴硬挺度檢測(cè)：按照國(guó)標(biāo)GB/T7690.4－2013《增強(qiáng)材料線紗試驗(yàn)方法第4 部分：硬挺度測(cè)定》進(jìn)行檢測(cè)。

⑵燒失量檢測(cè)：按照國(guó)標(biāo)GB/T9914.2－2013《增強(qiáng)制品試驗(yàn)方法第2 部分：玻璃纖維可燃物含量的測(cè)定》進(jìn)行。

⑶毛羽問題檢測(cè)：采用日本SHIKITEC 公司生產(chǎn)的SHIKIBO 型號(hào)的毛羽檢測(cè)機(jī)進(jìn)行纖維紗毛羽問題檢測(cè)。

⑷透氣性檢測(cè)：采用常州市雙固紡織儀器有限公司生產(chǎn)的SG461-III 型電子布透氣性測(cè)試儀測(cè)定玻纖坯布的透氣性。

2 結(jié)果與討論

2.1 改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑對(duì)纖維紗硬挺度和燒失量的影響

圖1 和圖2 分別展示了改性玉米淀粉浸潤(rùn)劑對(duì)內(nèi)外層玻纖紗硬挺度和燒失量的影響。從圖1 可以看到，使用改性玉米淀粉浸潤(rùn)劑后，玻纖紗的硬挺度有所降低，但仍符合生產(chǎn)要求。圖2 表明使用該改性玉米淀粉浸潤(rùn)劑的玻纖紗燒失量明顯降低，說明該改性玉米淀粉浸潤(rùn)劑的使用可以明顯降低玻纖紗中浸潤(rùn)劑的用量，可以有效降低浸潤(rùn)劑的使用成本。

圖1 纖維紗內(nèi)層、外層硬挺度/mm

圖2 纖維紗內(nèi)層、外層燒失量/%

2.2 改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑對(duì)纖維紗毛羽問題的影響

表2 和表3 展示了改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑對(duì)玻纖紗毛羽問題的影響。從表2 和表3 中可以看出，使用改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑后，不管是內(nèi)層和外層，玻纖紗的毛羽值即毛羽長(zhǎng)度明顯變小，毛羽總根數(shù)明顯降低。毛羽是所有電子布生產(chǎn)存在的普遍問題，有文獻(xiàn)資料表明在實(shí)際生產(chǎn)過程中2mm 以上的毛羽對(duì)后道工序尤其是織造過程有嚴(yán)重影響[5]；同時(shí)毛羽過多不僅影響紗線的質(zhì)量也會(huì)影響織造產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量以及生產(chǎn)成本，是進(jìn)入高端客戶的最關(guān)鍵表觀指標(biāo)[6-7]。該改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑能夠有效降低纖維紗的毛羽問題，從而有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。

表2 使用改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑前后原絲（內(nèi)層）的毛羽檢測(cè)結(jié)果

表3 使用改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑前后原絲（外層）的毛羽檢測(cè)結(jié)果

2.3 改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑對(duì)坯布透氣性能的影響

圖3 是采用YR、YS、YA 三種纖維紗制成的坯布的透氣率，其中YS 表示采用現(xiàn)有技術(shù)中專用于緯紗生產(chǎn)的浸潤(rùn)劑制成的纖維紗。YR+YR 表示用YR 紗作為經(jīng)紗和緯紗的坯布，YR+YS 表示用YR 紗作為經(jīng)紗YS 紗作為緯紗的坯布，YA+YA 表示用YA 紗作為經(jīng)紗和緯紗的坯布。從圖3 中可以看出，采用YR 紗作為經(jīng)紗和緯紗的坯布透氣率明顯低于另外兩種坯布的透氣率，與YA+YA 坯布的正常透氣率相比降低了47.2%，確保玻璃纖維布含浸樹脂時(shí)，可以完全滲透，避免線路板通電短路的現(xiàn)象，從而大大提高線路板的電絕緣性能[8]。

圖3 YR、YS、YA 三種纖維紗制成的坯布透氣率/cm·s-1

3 結(jié)論

研究表明，以玉米淀粉為原料，通過改性、復(fù)配，制備出粘結(jié)性合適的改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑對(duì)玻纖紗的硬挺度、燒失量、毛羽問題及透氣性均有影響。通過使用該改性玉米淀粉玻纖浸潤(rùn)劑，能夠降低浸潤(rùn)劑的用量，玻纖紗的硬挺度符合要求，毛羽問題明顯減少，坯布透氣率降低47.2%，有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。