对当前尼龙66隔热条中玻璃纤维增强的思考

　　表1 玻璃纤维长度及分布对隔热条产品性能的影响

　　对隔热条复合材料改性过程中，挤塑机的螺杆螺纹组合对各组份物料分散和玻璃纤维长度影响非常重要。各配方好的物料需要加纤前在特定塑化区段(一般在五、六温度区间)，加入玻璃纤维才能得到比较好的剪切塑化。经实验结果表明，粒料内玻璃纤维长度控制在0.6～0.8mm，隔热条的综合力学性能较好。从表1和图3中显示， A2样品的玻璃纤维长度集中于0.6～0.8mm间，分散排列也较均匀，拉伸强度和冲击强度较好;A1和A3样品玻璃纤维长度较大，分散排列也不均匀，因此这两种的拉伸强度和冲击强度也相应较低;只有通过改变玻璃纤维的排列结构，增加横向的分布数量才能达到隔热条的各项力学性能指标。

　　3.2　玻璃纤维在隔热条中的取向情况

　　在隔热条产品中起增强作用的玻璃纤维通常由E型玻璃熔融后由熔炉中抽出纤维状细丝制成，其化学成分是钙-铝的硅酸盐。E型玻璃纤维具有优良的力学性能，还有很好的耐热性、耐水解性、性耐腐蚀性和尺寸稳定性。隔热条的成型加工要通过挤出机来完成，在挤出过程中，尼龙66熔体中的聚合物分子链不可避免地受挤出机的剪切作用，这种剪切作用力方向与挤出方向是一致的，因此加工时尼龙66分子链会沿着挤出方向排列取向。而尼龙66熔体中的增强填充材料的玻璃纤维本身具有很高的长径比(通常在50-100之间)，它也受挤出机剪切作用而取向，但二者取向有明显差别：尼龙66分子链具有粘弹性因此当其熔体从挤出机挤出时由于剪切力瞬间消失，尼龙66分子链马上收缩回弹;玻璃纤维不具有尼龙66特性，其刚性是主要的，故玻璃纤维沿挤出方向的取向是不会消失的，且这种取向很快随尼龙66熔体的冷却定型而被定形，见图3。从图3可以看出，隔热条里玻璃纤维分布大致上会沿挤出方向取向，即沿隔热条纵向方向取向。

　　图3 隔热条样品表面及截面微观情况

　　从表1、图2和图3中的数据和图示可以比较得出产品性能的区别。A1和A3样品的横向抗拉强度与纵向抗拉强度数值可以看出，隔热条纵向抗拉强度远远大于其横向抗拉强度，造成这种现象原因正是因为隔热条里的玻璃纤维沿加工挤出方向而取向，所以隔热条在沿玻璃纤维取向方向上的纵向抗拉强度远大于垂直纵向方向的横向抗拉强度。

　　有些厂家宣传其隔热条产品中的玻璃纤维不存在取向问题，并且以电镜照片加以证明，但从科学的角度来说这是对消费者的一种误导;电镜照片只是将隔热条的局部方面进行放大，并不能代表玻璃纤维在隔热条里的总体分布情况。隔热条的生产设备、模具以及复合材料改性工艺决定了玻璃纤维在隔热条里的取向情况。见表1和图3中A2样品的横向拉伸强度和纵向拉伸强度是比较一致的，而A1和A3样品的横向拉伸强度和纵向拉伸强度是相关较大;因此，隔热条在横、纵向拉伸强度数据的显著差异就证明了隔热条产品中的玻璃纤维存在取向问题。

　　4　玻璃纤维在隔热条中的增强作用

　　玻璃纤维与尼龙66是两种化学成分完全不同的材料，要实现玻璃纤维对尼龙66增强效果的最大化必须克服许多技术难题。国内好的隔热条厂家经过多年研发，采用以下技术成功地实现了玻璃纤维对尼龙66的最大增强作用：

　　1.独特的偶联剂配方最大限度地保证了玻璃纤维与尼龙66界面粘结强度，这是玻璃纤维在尼龙树脂基体起增强作用的基础。

　　2.针对尼龙66分子结构特点，选用无机/有机复配的方法，研制出尼龙66专用热稳定剂，保持尼龙66分子在加工过程中不断链，确保基体树脂的高性能。

　　3.最优化的混合工艺使玻璃纤维在尼龙66里被剪切成合适的长度，这一长度避免了由于玻璃纤维长径比过大或过小而使其增强效果受到削弱。

　　4.使用特殊螺杆结构来保证挤出机对物料的塑化，使隔热条生产能稳定连续地进行，同时这种螺杆结构亦能最大限度减少物料在螺杆的停留避免其降解。

　　在国内，尽管国产隔热条已有十余年的发展历史，但大部分国产隔热条质量仍存在一定差距，其主要原因是材料配方、玻璃纤维选用、生产设备、模具工艺以及精密挤出等技术不足或工艺不完善。鉴于目前隔热条产品质量的混乱状况，因此让建筑设计、施工、开发等专业人员深入了解隔热条现状，知晓隔热条的生产过程，主动摒弃劣质隔热条，提升建筑门窗的整体质量水平，无论对建筑门窗业本身，还是对社会均有重要意义。

　　5　结束语

　　本文通过对玻璃纤维的尼龙66隔热条自身特点和隔热条产品现状的分析，发现隔热条产品质量在应用方面存在着许多问题，这阻碍了玻璃纤维增强尼龙66隔热条的顺利发展。用玻璃纤维增强的尼龙66隔热条是一种新型的建筑材料，也得到中国建筑金属结构协会铝门窗幕墙委员会的推荐产品。这项技术充分利用了塑料低导热的特点阻断热量传导，从而达到了节能目的，成为目前全世界最理想的隔热节能材料。由此组合生产的新型隔热铝合金门窗幕墙以其显著的节能效果和优异的性价比迅速成为我国门窗幕墙行业的新技术亮点。

　　正确而深刻地认识玻璃纤维增强尼龙66隔热条材料的本质对推动隔热条的普及和发展无疑是有利的，也只有这样才能让铝门窗行业多些呼吁使用高性能隔热条的声音，少些使用那些假冒伪劣产品，为隔热铝门窗行业健康、有序、持续地发展创造一个良好的氛围，为社会创造更好的经济效益。【完】

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