文/本刊記者 Lillimanolis Sherman

玻璃纖維增強(qiáng)熱塑性塑料在用于注射成型時(shí)需要面對(duì)的挑戰(zhàn)是減少翹曲和便于加工。一種獨(dú)特的玻璃纖維產(chǎn)品系列，其橫截面扁平而不是圓形，可以解決這些問(wèn)題，同時(shí)提供新的優(yōu)勢(shì)。

熱塑性塑料用玻璃纖維增強(qiáng)材料已經(jīng)從傳統(tǒng)的短切纖維發(fā)展到長(zhǎng)玻璃纖維以及長(zhǎng)玻璃纖維和碳纖維的混合物。一個(gè)關(guān)鍵的目標(biāo)是輕量化，同時(shí)保持或提高力學(xué)性能。主要的挑戰(zhàn)是減少翹曲和便于加工。一種獨(dú)特的玻璃纖維產(chǎn)品系列，其橫截面扁平而不是圓形，它們可以解決這些問(wèn)題，同時(shí)提供新的優(yōu)勢(shì)。

新型扁平玻璃纖維展示出優(yōu)異的粘合性和力學(xué)性能，減少了翹曲，并且易于加工

新玻纖來(lái)自CPIC

這種新玻纖來(lái)自于美國(guó)紐約阿姆斯特丹的重慶國(guó)際復(fù)合材料公司（CPIC，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“重慶國(guó)際”）北美分公司。重慶國(guó)際復(fù)合材料公司總部位于中國(guó)重慶市大渡口，是云天化集團(tuán)的子公司，而云天化集團(tuán)是一家擁有玻璃纖維、礦物、復(fù)合材料、紡織品、金融和貿(mào)易公司的全球性集團(tuán)。據(jù)報(bào)道，按照生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能計(jì)，重慶國(guó)際是世界第三大玻璃纖維制造商。自2012年以來(lái)，重慶國(guó)際從美國(guó)加利福尼亞州羅蘭崗開(kāi)始直至全北美地區(qū)開(kāi)展業(yè)務(wù)。2016年末，該公司收購(gòu)了玻璃纖維工業(yè)公司（FGI）以后，將其北美總部遷移到東海岸。被收購(gòu)的FGI是一家經(jīng)營(yíng)了60年的私營(yíng)特種玻璃纖維制造商，位于紐約阿姆斯特丹，該公司以其高水平的客戶(hù)支持和快速交貨而聞名，F(xiàn)GI前任總裁、目前擔(dān)任重慶國(guó)際北美分公司總經(jīng)理的Zizigniew“Ziggy”Ziobro表示新公司將會(huì)繼續(xù)保持這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。

考慮到北美玻璃纖維市場(chǎng)將會(huì)有顯著的增長(zhǎng)，重慶國(guó)際北美分公司已經(jīng)為其團(tuán)隊(duì)增加了幾位玻璃纖維和復(fù)合材料行業(yè)的資深人士。Ziobro指出，遷入新總部就把客戶(hù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)和管理層都放入到和該公司大部分北美客戶(hù)相同的時(shí)區(qū)中，這些客戶(hù)都集中在中西部和東海岸。

“扁平”與圓形相比的優(yōu)勢(shì)

據(jù)稱(chēng)，這種新型扁平玻璃纖維有助于提高纖維含量和力學(xué)性能，包括使注射級(jí)熱塑性復(fù)合材料具有更高的沖擊強(qiáng)度，同時(shí)還能減少薄壁成型的翹曲。

此外，據(jù)報(bào)道，扁平玻璃纖維通過(guò)提供更好的流動(dòng)性（增加螺旋流動(dòng)）、減少摩擦并降低纖維纏結(jié)和破裂來(lái)改善熱塑性塑料的加工。扁平纖維傾向于像片狀云母那樣流動(dòng)，而不像常規(guī)的圓形玻纖細(xì)絲那樣滾動(dòng)和翻滾。反過(guò)來(lái)說(shuō)，這被認(rèn)為有助于提供更具各向同性的分散，并且由于纖維堆積得更緊密，因此可以達(dá)到更高的纖維體積分?jǐn)?shù)，這些正如掃描電子顯微圖像所證實(shí)的那樣。

而且，據(jù)稱(chēng)新型扁平玻璃纖維產(chǎn)品有助于防止復(fù)合材料部件脫模后的翹曲（差異性收縮和殘余應(yīng)力松弛）。翹曲往往是隨著一個(gè)部件的縱向和橫向流動(dòng)方向之間不均勻收縮的變化而變化，這在注射成型等高壓工藝中尤其嚴(yán)重。當(dāng)沿縱向流動(dòng)方向排列的纖維多于橫向流動(dòng)方向時(shí)，這種效應(yīng)更大，導(dǎo)致橫向流動(dòng)方向上發(fā)生較大的收縮和翹曲。

汽車(chē)是新型扁平纖維的主要應(yīng)用之一

3種牌號(hào)的扁平玻璃纖維采用了獨(dú)特的表面處理技術(shù)，可用于尼龍、PPA、PBT、PPS和PC樹(shù)脂

至于薄壁部件，橫向流動(dòng)方向（沿厚度方向）的樹(shù)脂量趨向于少于縱向流動(dòng)方向，因此不均勻收縮的效應(yīng)更顯著。在某種程度上，設(shè)計(jì)和澆口位置的改變可以幫助減少翹曲，因?yàn)榭梢砸源烁淖児に囘^(guò)程，例如使填充速度和/或保壓壓力降低。然而，CPIC的扁平玻纖被認(rèn)為可以?xún)H憑借增強(qiáng)材料填充部件的方式以及與樹(shù)脂基體的結(jié)合大大地減少翹曲，而不需要有其他任何變化。此外，它也有助于降低成型壓力，并且使相同的部件可以在小型注塑機(jī)上用較少的澆口來(lái)成型。

使用這種扁平纖維增強(qiáng)的玻纖填充半結(jié)晶樹(shù)脂已經(jīng)可以成型出薄至1 mm（0.04 in）而沒(méi)有翹曲的部件。據(jù)稱(chēng)扁平纖維表現(xiàn)出優(yōu)異的粘合性和力學(xué)性能，推薦用于汽車(chē)和電子/電氣行業(yè)中的應(yīng)用。在所有其他的性能中，扁平纖維在相同的載荷下被認(rèn)為與相同類(lèi)型的傳統(tǒng)圓形玻璃纖維相當(dāng)。

在新型扁平玻璃纖維的生產(chǎn)中，首先是制成E玻纖（ECT）形式的原絲，纖維寬度為24 μm，厚度為8 μm，或者寬度為16 μm，厚度為5.3 μm。用于短切原絲的常規(guī)圓形玻璃纖維的直徑通常為10～13 μm。之后將扁平原絲切成3.0 mm（0.12 in）或4.5 mm（0.18 in）的長(zhǎng)度，這分別是歐洲和北美短玻纖注射牌號(hào)的最常見(jiàn)長(zhǎng)度。

現(xiàn)有的3種扁平玻璃纖維的牌號(hào)均以1:3和1:4的長(zhǎng)寬比以及研磨形式提供。這些纖維采用獨(dú)特的表面處理（上漿）技術(shù)，可用于尼龍、PPA、PBT、PPS和PC樹(shù)脂。 每個(gè)牌號(hào)的產(chǎn)品都提供55 lb（25 kg）的紙袋或2 205 lb（1 000 kg）的超大袋包裝。