玻璃纖維濕法氈俗稱玻璃纖維紙，顧名思義是采用濕法抄紙工藝生產(chǎn)而制得，其主要成分為質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%～96%的短切玻璃纖維和4%～30%的粘結(jié)劑，其中玻璃纖維可以為無堿、中堿或高堿，短切后的長度從6mm到40mm不等，粘結(jié)劑一般采用乳液或水溶液形式的，可以為熱塑性樹脂或熱固性樹脂。
      濕法氈具有優(yōu)異的瀝青浸透性能、突出的耐久性、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性、廣泛的環(huán)境溫度適宜性。目前國內(nèi)外濕法氈主要以水拉絲為主。在歐美發(fā)達(dá)國家中，超過80%的防水卷材/片材使用濕法氈作為胎體材料，全球消耗量近百億平方米。在國內(nèi)，雖然有部分廠家引進(jìn)國外設(shè)備、生產(chǎn)線，但國外公司對濕法氈技術(shù)的高度壟斷，致使?jié)穹稚a(chǎn)一直停留在手工作坊式的生產(chǎn)狀態(tài)，所得產(chǎn)品品質(zhì)較低，品質(zhì)難以與發(fā)達(dá)國家產(chǎn)品競爭，為此新型濕法氈的開發(fā)勢在必行。
      本文從濕法氈浸潤劑配方出發(fā)，分析不同種類偶聯(lián)劑對玻璃纖維原絲以及對無堿玻璃纖維濕法氈性能的影響。
      1 實(shí)驗(yàn)
      1.1 原材料選擇及浸潤劑配方設(shè)計(jì)
      根據(jù)參考文獻(xiàn)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，選擇生產(chǎn)濕法氈的原料。粘結(jié)劑：改性氨基乳液，主要成分是三聚氰胺和脲醛樹脂。浸潤劑各組分及含量如表1所示。
              

1.2 浸潤劑配制
       按配方用量，將各組分原料稱重。攪拌下（慢速）將偶聯(lián)劑分散在pH值為2～3的酸性水中，攪拌下檢查體系的pH值，再用醋酸調(diào)至中性，繼續(xù)攪拌到分散液清澈透明。再用溫?zé)崴芙鉂櫥瑒瑪嚢柚寥転橹埂?br />       1.3 拉絲試驗(yàn)及集束性評(píng)價(jià)方法
       按配方配好浸潤劑，在拉絲車間進(jìn)行拉絲（1600孔漏板兩分拉）、短切，觀察玻璃纖維工藝性能，并測試玻璃纖維力學(xué)性能。
      集束性是指拉絲過程中玻璃纖維單絲經(jīng)涂覆浸潤劑后，相互粘結(jié)成玻璃纖維原絲時(shí)的粘結(jié)程度。其評(píng)價(jià)方法為：
      (1)隨機(jī)取100根短切纖維。
      (2)用放大鏡觀察斷口單絲化程度，分三級(jí)。1分：不分叉；2分：1-2個(gè)叉（含2個(gè)叉）；3分：3個(gè)叉以上（含3個(gè)叉）。
      (3)記錄與計(jì)算（100個(gè)樣加以平均），級(jí)別（分）：1，2，3。
      (4)紗樣平均集束性P=（a×1+b×2+c×3）/100。
       其中a，b，c分別為各等級(jí)短切原絲的數(shù)量；P為紗樣平均集束性，值越接近1，其集束性越好。
      1.4 濕法氈制作
      濕法氈的制造工藝與造紙工藝相似，故稱之為濕法抄紙工藝，其主要流程可以分為以下五個(gè)工序：成形、浸膠、干燥固化、收卷、檢驗(yàn)。
      1.5 無堿玻璃纖維濕法氈力學(xué)性能測試
      采用拉伸強(qiáng)力機(jī)測試濕法氈拉伸強(qiáng)度；織物撕裂儀測試撕裂強(qiáng)度。
      1.6 紅外分析
      用Perkin-Elmer 577型紅外分光光度計(jì)，采用溴化鉀壓片法，在400～4,000,cm范圍內(nèi)測定玻璃纖維濕法氈的紅外吸收光譜。
      2 試驗(yàn)結(jié)果分析
      2.1 浸潤劑對玻璃纖維拉絲工藝的影響
      按實(shí)驗(yàn)方案配制浸潤劑，并現(xiàn)場拉絲，研究浸潤劑對拉絲工藝影響。試驗(yàn)結(jié)果如表2。
         

結(jié)果分析：從拉絲工藝性能分析表可知，0號(hào)為未使用浸潤劑時(shí)，玻璃纖維斷頭、毛絲多；使用浸潤劑后，拉絲工藝明顯改善，但集束性提高。原因是浸潤劑中成膜劑分子有-CO基，-CO基有極強(qiáng)的吸附性和化學(xué)活性，增加了集束性，同時(shí)分子鏈中硬段分子鏈賦予其良好的耐磨性和硬挺性。
      2.2 偶聯(lián)劑對濕法氈工藝及性能的影響
      將經(jīng)過偶聯(lián)劑處理的玻璃纖維，根據(jù)濕法氈工藝制作要求制備濕法氈（60,g），并對原絲的強(qiáng)度、在白水中的分散性和濕法氈的性能進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3。
       

結(jié)果分析：從表3可以看出，經(jīng)不同種類偶聯(lián)劑的浸潤劑處理后玻璃纖維原絲強(qiáng)度提高，與水拉絲相比分別提高0.07,N、0.06,N、0.08,N。從短切纖維在白水體系中的分散性可知，使用浸潤劑后短切纖維在白水體系中的分散性改變，其中3號(hào)試樣偶聯(lián)劑（A1100）分散性較差。
      濕法氈力學(xué)性能測試結(jié)果：與水拉絲濕法氈力學(xué)性能相比，使用偶聯(lián)劑A-174、A-187的濕法氈力學(xué)性能提高，而使用偶聯(lián)劑A1100的濕法氈力學(xué)性能大大降低。
      分析其原因是，根據(jù)硅烷偶聯(lián)劑(RnSiX4-n)機(jī)理得知，R基團(tuán)為有機(jī)基團(tuán)，作為活性基團(tuán)是可與合成樹脂作用形成化學(xué)鍵；X基團(tuán)易水解，水解后能與玻璃纖維表面作用形成牢固的共價(jià)鍵。首先，不同的X基團(tuán)，它的水解速度和聚合速度不同，這樣影響了它與玻璃纖維表面的偶聯(lián)效果。當(dāng)X為-OCH3、-OC2H5時(shí)，其水解速度較慢，因此A-174、A-187、A-1100在水介質(zhì)中對玻璃纖維進(jìn)行處理時(shí)可以在其表面形成均勻的膜，但由于-OC2H5基團(tuán)比-OCH3基團(tuán)大，具有-OC2H5基團(tuán)的A-1100在水中的溶解度和水解速度較慢，可能會(huì)使其力學(xué)性能降低。
      其次，R基團(tuán)不同，其與之反應(yīng)的樹脂粘結(jié)劑的活性基團(tuán)也不同。A-174中R基團(tuán)為甲基丙烯酰基，在引發(fā)劑和促進(jìn)劑的作用下，可與樹脂粘結(jié)劑中的不飽和雙鍵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。A-187中R基團(tuán)為環(huán)氧基團(tuán)，既可與樹脂粘結(jié)劑中的羥基反應(yīng)，又可與樹脂中的不飽和雙鍵加成反應(yīng)。因此A-174、A-187處理玻璃纖維提高了其與基體樹脂的界面粘結(jié)強(qiáng)度，表現(xiàn)在濕法氈的拉伸、撕裂強(qiáng)度提高；而A1100處理的短切纖維在白水體系中很難分散，導(dǎo)致力學(xué)性能大幅降低。
      此外，硅烷偶聯(lián)劑與粘結(jié)劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)，粘結(jié)劑本身也在起化學(xué)反應(yīng)。若偶聯(lián)劑與粘結(jié)劑的反應(yīng)速度過慢，或粘結(jié)劑本身反應(yīng)速度過快，則偶聯(lián)劑與基體的反應(yīng)幾率就小。所以偶聯(lián)劑的處理效果和其與粘結(jié)劑的化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān)，而偶聯(lián)劑與粘結(jié)劑的反應(yīng)速度同偶聯(lián)劑中活性基團(tuán)R的活性有關(guān)。從不同偶聯(lián)劑對原絲強(qiáng)度和濕法氈性能的影響得出，偶聯(lián)劑種類不同，對濕法氈力學(xué)性能影響不同。對于偶聯(lián)劑濃度的選擇有待于下一步研究。
      2.3 紅外分析
      為了更好的研究浸潤劑對玻璃纖維濕法氈力學(xué)性能的影響，我們對水處理及偶聯(lián)劑（A-174）處理的濕法氈做了紅外分析。
         
       結(jié)果分析從圖中發(fā)現(xiàn)，水處理的濕法氈玻璃纖維與原絲紅外曲線相似，而經(jīng)偶聯(lián)劑處理而加工的濕法氈樣品經(jīng)萃取后的玻纖屑紅外光譜在1510cm的位置有一個(gè)明顯的峰，通過文獻(xiàn)可知此處對應(yīng)的是改性樹脂中的酰胺結(jié)構(gòu)，這說明玻璃纖維與改性樹脂的結(jié)合不僅僅是物理上的結(jié)合，同時(shí)也存在由浸潤劑、玻璃纖維以及樹脂粘結(jié)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的結(jié)合。這也從微觀上解釋了經(jīng)浸潤劑處理后濕法氈具有優(yōu)良的力學(xué)性能。   

3 結(jié)論
       通過拉絲工藝實(shí)驗(yàn)表明，使用浸潤劑后拉絲工藝得到改善。使用浸潤劑后濕法氈力學(xué)性能得到提高，其中使用偶聯(lián)劑A-174，效果最為明顯。經(jīng)甲酸萃取的濕法氈剩余玻璃纖維IR分析（紅外光譜分析）得知，使用浸潤劑后纖維與樹脂粘結(jié)劑有良好的作用，從微觀上解釋了濕法氈使用浸潤劑后力學(xué)性能的提高。