水性聚氨酯在玻璃纤维的应用

      水性聚氨酯作为聚氨酯类一个分支，性能优越，成膜后强度高，韧性、弹性好，应用于玻纤处理，其粘结性能、成膜性优良，能有效保护玻璃纤维，同时极性强，与大部分的基体树脂结合良好，辅以高效偶联剂，能较好地解决界面结合问题，故可作为增强型玻纤纱浸润剂的主成膜剂。在浸润剂中以水性聚氨酯作为主成膜剂，可大大提高玻纤纱的集束性、短切性、耐磨性，既可用于增强热塑性塑料用短切玻纤上，也可用于增强型的纺织玻纤上。因为水性聚氨酯成膜韧性好、滑爽，因此原丝后加工性能好，其毛纱毛丝少，强度保留率高；同时聚氨酯本身极性强、强度高，与基体树脂结合好，增强效果佳。现以合成的不同水性聚氨酯作为主成膜剂，应用于相同成熟的增强纺织型浸润剂配方中进行应用试验。

      拉制的原丝经过退并、加捻等工序后，检测毛丝数据，随合成温度降低，毛丝量一直减少，温度较低时，毛丝量变化大，这是因为在低温区中，合成的聚合物的亲水性差，甚至出现沉淀，涂覆不均匀，成膜效果不理想，且聚合物的相对分子质量低，成膜强度也低，耐磨性也变差，当温度超过一定值时，聚合物的亲水性有较大的提高，相对分子质量在相对合适的范围，成膜效果较好，成膜有一定强度，保护作用好，温度再提高后，亲水性变差，涂覆又会变得不均匀，中和了上述温度提高后的聚氨酯成膜剂的优点，因此毛丝不再减少。在合成中加入DMPA后，聚合物的亲水性变好，且加入量愈大，亲水性愈好，涂覆效果佳。但成膜硬度也随DMPA质量分数的增长而增加，膜硬度过大，使玻纤不耐折从而产生毛丝，所以合成时DMPA质量分数必需进行控制。

      强度是玻纤最重要的性能之一，水性聚氨酯成膜剂弹性好，强度高，耐磨不仅能保护玻纤，使后加工玻纤的保留强度率高，而且它在玻纤表面形成一层涂层，改变了玻纤与基体树脂的界面构成，形成玻纤-聚氨酯和聚氨酯-基体树脂两个界面。因为聚氨酯的极性强，与常用基体树脂相容性好，较好地改善了部分界面，增强效果提高。当聚氨酯合成温度低时，亲水性较差，相对分子质量相对低，导致涂层不均匀，成膜强度低，保护作用变差，玻纤的强度相对低；随合成温度升高，涂覆效果变好，成膜强度增高，玻纤强度高。而且DMPA质量分数提高，对玻纤强度的提高也有帮助，这主要是因为亲水性提高，润湿效果较好，玻纤被成膜剂包裹性好。