玻璃纤维缝编织物 8页

《玻璃纤维缝编织物》编制说明二00八年十二月 《玻璃纤维缝编织物》编制说明一、概述缝编织物的英文名称为Stichedfabric。缝编织物是在经编织法的基础上发展演变而成的,在美国也称作针织物（Knittdefabric）、针织毡（knittedmat）和缝编复合毡（Stich-bonedfabric）,在欧洲还称之为无屈曲织物（non-crimpfabric）,这是相对于机织物而言，突出了缝编织物经纬纱无织造屈曲的特点。玻璃纤维缝编织物是玻璃纤维增强材料的新品种，在这种织物中，经纬纱完全平直铺设，只交叉，不交织，没有传统机织物经纬纱交织形成的纱线屈曲,可以充分发挥玻璃纤维抗拉强度高的特点，同时无曲屈的纤维更有利于树脂的流动，更易于树脂渗透，用缝编织物制造的复合材料强度高、层间结合性能好。缝编织物开发的最初构想是简化手糊FRP成型工艺，改多层糊制为单层糊制，由此于70年代出现了缝编织物的早期工艺，即将玻璃纤维短切毡和无捻粗纱布两者用缝编机缝合在一起，当时在欧洲和美国都形成了一定的生产规模，至今某些工厂仍保留有这种生产方法。其产品在一定程度上简化的FRP的成型工艺和改善层间性能，但综合成本较高未见明显效益。随后德国的工厂进一步发展了缝编技术，用玻璃纤维无捻粗纱作经纬纱，有机纤维线缝编，通过专用缝编机制成了单向和双向缝编织物，用以部分替代无捻粗纱织物。80年代美国一些公司对此作了更多的研究工作，首先提出了多轴向缝编织物的概念。德国LIBA公司以此为基础，改造了传统的经编机，使多轴向织物的概念成为现实。MALIMO等公司也推出了平行布纬的经编机，使多轴向缝编技术又达到了一个新水平。我国自上世纪九十年代初秦皇岛从德国MALIMO公司购进了第一台缝编机开始生产玻璃纤维缝编毡，经过十几年的发展，玻璃纤维缝编织物已成为增强材料的重要品种，尤其是近几年，随着风电产业的发展，玻璃纤维缝编织物在风机叶片的制作上显现了巨大的优势，成为风机叶片的主要增强材料，更是极大地促进了该产品的生产。目前生产玻璃纤维缝编织物的企业已有十余数，能产能力达二十万吨。全国玻璃纤维标准化技术委员会于2006年申报了制订《玻璃纤维缝编织物》国家标准的项目，国家标准化管理委员会于2008年下达了制订任务，项目编号20082030—T—609。二、工作简要过程2006年7月在制订《玻璃纤维毡》国家标准时，标委会秘书处与国内主要玻璃纤维生产企业一道，对于相关的产品进行了认真的梳理，并对今后拟制订的标准体系进行了规划，形成了共识，这为本标准的制订奠定了很好的基础。根据各方面的统一意见，本标准名称定为“玻璃纤维缝编织物”，内容包括：缝编毡、多轴向缝编织物、多轴向缝编复合织物。从那时就开始了本标准制订的前期工作，收集了各方面资料，编写了标准草案，并于2006年底将项目建议书和草案报国家标准化管理委员会。在2008年11月接到标准起草任务后，南京玻璃纤维研究设计院会同行业内的主要生产企业组成了标准制订工作组，发函到各企业去了解生产和使用的状况，征求对标准起草工作的意见。有关生产企业还积极提供了试验验证用样品，提供了企业标准， 提供了企业产品生产的主要信息，为标准的制订工作提供了帮助。标准起草小组也收集整理了相关的国外先进标准和产品样本，对收集的样品进行了试验验证。收集到的技术资料主要有：BSEN13473.1《增强材料——多层多轴向织物规范——第1部分：代号》BSEN13473.2《增强材料——多层多轴向织物规范——第2部分：试验方法和一般要求》BSEN13473.3《增强材料——多层多轴向织物规范——第3部分：特殊要求》GL认可准则第2部分：纤维复合材料的检验和测试参照国外先进标准，标准起草小组纺制了《玻璃纤维缝编织物》征求意见稿，并于2009年1月向社会广泛征求意见。为了更好在做好标准起草工作，使标准的技术内容更能反映企业的生产实际和满足用户要求，2009年3月又召开了标准制订的工作会议，国内玻璃纤维缝编毡的主要生产企业参加了会议。会上参会的代表们对标准涉及的产品范围、产品代号和产品的典型规格进行了梳理，对产品的外观、物理性能以及试验方法等要求，逐条进行了研讨。在广泛征求意见和研讨会的基础上，对玻璃征求意见稿进行了修改、完善形成标准送审稿。三、标准主要技术内容的说明（1）关于标准的名称和范围本标准主要是针对以玻璃纤维为主要原料，以线圈缝编而成的制品。名称确定为“玻璃纤维缝编织物”，英文名称为“Glassfiberstitchedfabric”。对这类产品，国外有“Stitchedfabric”、“Knittdefabric”、“Knittedmat”等名称。中文中的“缝编”一词来源于英文中stitch或knit，也有称“针织”。本次统一定名为“缝编”。对于其它形式的制品，如机织、粘合等方式结合的产品，不在本标准的范围之内。本标准也不包括碳纤维缝编织物和碳纤维与玻璃纤维混杂的缝编织物。目前缝编织物的主要形式有三类：①缝编毡。指由玻璃纤维短切原丝以有机纤维线缝编而成的制品；②多轴向缝编织物。由一层或一层以上的无捻粗纱平行无皱褶排列，各层纱线以相同或不同的方向层叠，再用有机纤维线缝编而成的制品。包括单轴向、双轴向、三轴向和四轴向织物；③复合缝编织物。由玻璃纤维无捻粗纱和玻璃纤维短原丝或有机纤维丝两种或两种以上的纤维形式构成的再用有机纤维线缝编而成的制品。主要包括两种形式：一种是多轴向缝编织物与短切丝复合的，另一种是方格布与短切纤维丝复合的制品。本标准中包括了上述三种产品。（2）关于产品的代号GB/T4202《玻璃纤维产品代号》标准中给出了缝编毡和多轴向织物的代号，本标准缝编毡的代号采用了GB/T4202标准。对于多轴向缝编织物的代号，主要是按照GB/T4202的要求，并做了适当的简化，但与该标准是协调一致的。 在标准征求意见时，有一些企业反映代号太复杂，希望能简化。标准起草组了解了各生产企业目前的产品代号情况，发现各企业的代号都完全不相同，各自用各自的代号。且用户在订货时对每种规格的产品也都有自己的代号，相同的产品规格，不同的用户有不同的代号，造成该类产品的代号种类繁多。在标准研讨会上经过讨论，大家也都认为，征求意见稿中给了的产品代号反映了产品必要的特征，这些特征都是需要明确向用户告知的，如果再简化不能反映出产品特征，不易于用户识别。各企业的代号可以用商业代号的方式予以标识。（3）关于产品的要求标准对毡的理化性能和外观提出了要求。现对一些技术指标确定的依据说明如下：碱金属氧化物含量：考虑到目前制造玻璃纤维缝编织物的玻璃纤维除E玻璃、C玻璃（缝编毡）外，目前还有ECR成分，将来还会有advantex玻璃、S玻璃等新品种的出现，无法一一列举，因为除C玻璃外，其他成分的碱金属氧化物含量均小于0.8%，因此标准中没有像其他标准那样分类，而是将玻璃分成了两类，一类是中碱玻璃，另一类是碱金属氧化物含量小于0.8%的。单位面积质量：规定了单位面积质量平均值和单值的允许偏差。缝编毡的平均值允许偏差和单值允许偏差按照BSEN14118标准规定的，比GB/T17470－2007《玻璃纤维短切原丝毡和连续原丝毡》标准的要求提高了一些，主要是考虑用有机纤维线缝编比用粘结剂更均匀，还考虑到不同单位面积质量的产品在产品生产的实际控制过程中，相对于其质量的偏差，单位面积质量小的控制更难一些，因此对于允差要求按单位面积质量分了两档，以450g/m2为界，小于等于450g/m2单值偏差和平均值偏差分别为±20%和±10%，大于450g/m2单值偏差和平均值偏差分别为±15%和±8%。对于多轴向织物和多轴复合织物规定了总的单位面积质量的允许偏差，按单位面积质量分为两档，即小于等于1000g/m2和大于1000g/m2，小于等于1000g/m2的平均值偏差要求与EN标准一致。其余高于EN标准。可燃物含量：本标准仅对缝编毡规定了可燃物含量的要求。缝编毡的可燃物含量包括了玻璃纤维表面的浸润剂和缝编线的两种物质，从复合材料的制造工艺来说，缝编线量太多，即不利于树脂的浸透，白丝、气泡较多，也影响复合材料表面的美观。从这个意义上来说，希望缝编线的用量尽可能少一些，行距大一些，但太少也会影响缝编毡的拉伸强力，因此本标准对缝编线的用量作了限制。考虑到某些特殊的用途会对强力有特别高的要求，本标准也允许可燃物含量由供需双方商定。由于缝编线的密度是工艺设定的，与短切毡的施加粘结剂相比，要均匀的多。一般不会发生较大的波动，此处主要是给用户提供一个缝编线含量的参考值。拉伸断裂强力：仅对缝编毡考虑此性能。主要是采用拉挤工艺生产玻璃钢制品时，缝编毡要承受较大的牵拉力，若拉伸强度低则不能保证正常的生产。在拉挤作业生产时，主要是缝编毡的纵向要承受较大的拉力，因此本标准中对缝编毡纵向和横向给出了两个不同的指标值。对于多轴向织物和多轴向复合织物，考虑到其拉伸强度对于复合材料的生产工艺来说是足够高的，同时考虑到在多轴向织物拉伸强度的测试过程中，影响因素非常多，常常由于试样打滑或夹具损伤试样等的影响，往往测试值与真实值的偏离较大，很难测准，这样的测试数据对于真实反映材料的强度也缺乏相关性。因此没有规定拉伸强度值，而是对制成复合材料的力学性能做了严格的规定。 层合板力学性能层合板力学性能是缝编织物最重要的性能。本标准中对缝编毡，规定了层合板的拉伸强度、拉伸弹性模量和弯曲强度三项要求，指标参照GL认证文件中短切原丝毡和喷射无捻粗纱板的指标要求，从纤维在复合材料中的形态来看三种产品基本相同。从验证数据看，这样要求是合适的。对缝编多轴向织物和缝编复合织物规定了层合板的拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度和弯曲弹性模量的要求，前三项与GL认证文件的要求完全相同，但该文件中尽管规定了要进行弯曲弹性模量的测试，但未给出具体的指标要求。本标准根据试验验证结果，按97.5%的置信度，给出了弯曲弹性模量的指标值。对于以方格布为基材的缝编复合织物，层合板的力学性能的指标值也参照了GL文件的要求。层合板的力学除了与增强纤维的强度有关，还与纤维的含量有关。在本标准中给出的指标值是根据不同的纤维体积含量来计算的值，这与GL的要求完全一致。覆模性：针对现在越来越多的用户关注覆模性，以适应复杂形状的复合材料产品制作的要求，因此本标准对缝编毡的覆模性作为一项技术要求写入标准中。覆模性是指被树脂浸湿的玻璃纤维毡稳定地贴覆于一定形状的模具上的难易程度，毡的覆模性对复合材料制品的形状、尺寸的精密度有重要的影响，实际上除手糊工艺需要外，对某些预成型也需要覆模性的要求。由于覆模性是一项新的要求，试验方法的国家标准也是才颁布实施，积累的数据较少。本标准确定的指标值是在修订标准过程中，对收集的样品进行试验验证后确定的。外观：缝编织物为连续机械化生产，容易出现的缺陷主要是缝编毡原丝分散不良，出现原丝团等。对多轴向织物和复合织物，参照EN标准给出了疵点的允许程度和对主要疵点次要疵点的要求。虽然标准中这样规定了，但在实际交付检验中恐怕会有一定的难度，作为企业应承诺达到本标准的要求，标准中这样规定，也是为一但出现质量问题，供需双方可以有一个评判的依据。（4）关于检验规则本标准规定的检验规则采用计数检验的一次抽样方案进行。抽样表是根据GB2828.1－2003《计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限（AQL）检索的逐批检验抽样计划》标准正常检验一次抽样方案，检验水平Ⅱ，AQL=4.0确定的。对于层合板力学性能和碱金属氧化物含量两项要求，考虑到对于大批量产品来说不是一个经常容易波动的，同一批次的产品比较均匀的情况，减少了试验的次数和样本数，这样既可以达到控制生产的目的，又能最大限度地减少企业负担。四、标准指标与有关国外先进标准的对比情况 表1标准主要技术指标对比表项目BSEN13473多层多轴向织物规范EN14118GLⅡ-Part2Section2纤维复合材料的检验和测试本标准单位面积质量g/m2单值允差--------缝编毡≤450±20%＞450±15%--------多轴向织物复合织物≤1000±10%＞1000±8%平均值允差--------缝编毡≤450±10%＞450±8%±5%----多轴向织物复合织物≤1000±7%＞1000±5%可燃物含量%--------缝编毡≤4.0拉伸断裂强力N/75mm--------规格纵向缝编毡≤300200301～599250≥600300层合板力学性能MPa----玻璃纤维毡或喷射无捻粗纱平板拉伸强度≥缝编毡拉伸强度≥ 续表1标准主要技术指标对比表项目BSEN13473多层多轴向织物规范EN14118GLⅡ-Part2Section2纤维复合材料的检验和测试本标准层合板力学性能MPa----玻璃纤维毡或喷射无捻粗纱平板拉伸弹性模量≥缝编毡拉伸弹性模量≥弯曲强度≥弯曲强度≥----多轴向织物多轴向织物复合织物多轴向织物基材方格布基材碱金属氧化物含量%--------中碱玻璃碱金属氧化物含量应为11.6～12.4；其它玻璃碱金属氧化物含量应不大于0.8。宽度±2%，最小----允差±5mm树脂浸透速度s--------缝编毡≤60s覆模性mm--------缝编毡共需双方商定卷长mm±2%-------- 续表1标准主要技术指标对比表项目BSEN13473多层多轴向织物规范EN14118GLⅡ-Part2Section2纤维复合材料的检验和测试本标准卷重%±5--------外观每个主要疵点计2分，每个次要疵点计1分，每100m2不得超过20分，且主要疵点不超过3个。----每个主要疵点计2分，每个次要疵点计1分，每100m2不得超过20分，且主要疵点不超过3个。