對當(dāng)前尼龍66隔熱條中玻璃纖維增強(qiáng)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(fù)合材料改性過程中，擠塑機(jī)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(xué)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(qiáng)度和沖擊強(qiáng)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(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度也相應(yīng)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(dá)到隔熱條的各項力學(xué)性能指標(biāo)。

　　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(qiáng)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(xì)絲制成，其化學(xué)成分是鈣-鋁的硅酸鹽。E型玻璃纖維具有優(yōu)良的力學(xué)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(jī)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(jī)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(qiáng)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(jī)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(dāng)其熔體從擠出機(jī)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(qiáng)度與縱向抗拉強(qiáng)度數(shù)值可以看出，隔熱條縱向抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其橫向抗拉強(qiáng)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(qiáng)度遠(yuǎn)大于垂直縱向方向的橫向抗拉強(qiáng)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(xué)的角度來說這是對消費(fèi)者的一種誤導(dǎo);電鏡照片只是將隔熱條的局部方面進(jìn)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(shè)備、模具以及復(fù)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(qiáng)度和縱向拉伸強(qiáng)度是比較一致的，而A1和A3樣品的橫向拉伸強(qiáng)度和縱向拉伸強(qiáng)度是相關(guān)較大;因此，隔熱條在橫、縱向拉伸強(qiáng)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(qiáng)作用

　　玻璃纖維與尼龍66是兩種化學(xué)成分完全不同的材料，要實現(xiàn)玻璃纖維對尼龍66增強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度，這是玻璃纖維在尼龍樹脂基體起增強(qiáng)作用的基礎(chǔ)。

　　2.針對尼龍66分子結(jié)構(gòu)特點，選用無機(jī)/有機(jī)復(fù)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(qiáng)效果受到削弱。

　　4.使用特殊螺桿結(jié)構(gòu)來保證擠出機(jī)對物料的塑化，使隔熱條生產(chǎn)能穩(wěn)定連續(xù)地進(jìn)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(shè)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(shè)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(yīng)用方面存在著許多問題，這阻礙了玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66隔熱條的順利發(fā)展。用玻璃纖維增強(qiáng)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(dǎo)熱的特點阻斷熱量傳導(dǎo)，從而達(dá)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(rèn)識玻璃纖維增強(qiáng)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(jì)效益。【完】

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