文档介绍：玻璃钢 2011 年第 1 期

首个长玻纤 PVC 复合材料

李抒编译
(上海玻璃钢研究院有限公司,上海 201404)

摘要
SolVin 和 Fibroline 共同开发了一种工艺,可将 50-100 毫米长的长玻璃纤维混入 PVC 中,但
不像传统的造粒或挤出技术那样,它不需要任何剪切步骤。其关键优势是保留了纤维长度,使制
成的 FibroVin 产品具有了令人惊叹的性能。

到目前为止,在 PVC 中使用玻璃纤维一直局限于采用传统工艺(挤出、注射成型)或
拉挤成型制造的产品。首先,在加工过程中纤维会被切割,导致性能受到限制。其次,连续
纤维的确在一个方向上提供了非常高的性能,但是这项技术并不真正适用于粘性的 PVC。
1 新工艺
该项已获得专利的 Fibroline 工艺,使用一个可交互的电场把粉末浸渍到纤维结构中。在
这个干燥的过程中,浸渍步骤在等离子的帮助下发生在两层电极之间。
在传送带上铺上坚硬的 PVC 薄膜,在 PVC 膜上铺放纤维再撒上粉末,随后覆上第二道
坚硬的 PVC 薄膜形成一种三明治状物。然后将这种材料放在连接着高压交流发电机的两层
平面电极之间。最终,三明治状物在高温高压下被压进一个平面压延机以制成连续片材(图 1)。
喷散设备
高压发电机
切割纤维(5~10 厘米)
放在一个传送带上(60 粉末电极
微米 PVC 膜)
织物
介质
交流电场
散布在基层
薄膜上的粉末覆上第二层薄膜

图 1 Fibroline 的 PVC 工艺
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这种 PVC 干燥混合物的凝胶只需通过压缩,SolVin 开发的这种特殊配方无需剪切即可
凝胶。
2 FibroVin 制品及其特性
这种使用 Fibroline 工艺的片材正在法国里昂进行生产,厚 1-2 毫米,宽 90 厘米,每平
方米重 1 千克并含有 40w/w%的玻璃纤维。由于 Fibroline 限定了精确的工艺参数,故而纤维
的长度可受到监控以优化铺设。纤维越长,拉伸性能越高。在含 40%玻纤和 100 毫米的纤维
长度下,拉伸模量达到 11GPa,拉伸强度可高达 200MPa(图 2)。
纤维长度影响-拉伸模量
纤维长度,毫米
纤维长度影响-拉伸强度
纤维长度,毫米

图 2 纤维长度对拉伸强度和模量的影响
这种材料还表现出非常高的冲击强度,其片材进行了落锤冲击试验,在 20℃可达到
,1 毫米厚的 FibroVin 片材显示出与 3 毫米厚的 PVC 材料相似的抗冲击性。在摆
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锤式双 V 形缺口冲击试验中,FibroVin 材料在两层中被再压缩以获得毫米的厚度,它
取得了 58kJ/㎡的平均值,而相同厚度的 PVC 其平均值为 28kJ/㎡。较厚的 PVC 片材(2 毫
米和 3 毫米)分别表现出 80%和 100%的脆性破坏,平均值低于 20kJ/㎡。
FibroVin 具有比 PVC 低得多的拉伸冲击强度,可能由于纤维的存在产生了弱点。这些
弱点在无缺口拉伸冲击强度上起到重要作用,但在失效传播占主导的缺口摆锤式试验中毫无
影