浸潤劑對于玻璃纖維的制造至關重要，它決定 纖維的作業(yè)性能和纖維在復合材料中的表現(xiàn)，在歐文斯科寧公司擔任32年浸潤劑專家后退休成為獨立顧問的Schweizer先生說：  “玻璃纖維是自己最壞的敵人。纖維相互摩擦，如果不使用浸潤劑，我們只能得到一堆毛絲。”另一專家也說：“不用浸潤劑，連制造無捻粗紗也困難，基本上無人能夠用它。”

       浸潤劑的配方是玻纖廠商使其產(chǎn)品適應具體用途和與競爭者產(chǎn)品相區(qū)別的主要招數(shù)。盡管復合材料性能也取決于纖維含量、短切纖維長徑比這樣一些參數(shù)，但E玻璃纖維本身并無多大區(qū)別。而就界面性能來說， 浸潤劑是主要變數(shù)。

    浸潤劑也是復合材料的“黑匣子”技術之一。 玻纖廠商對自己使用的浸潤劑詳細配方都諱莫如深。盡管如此，了解一下浸潤劑的作用和性能要求亦不無裨益。

      纖維后加工的要求  

      玻纖制造商一般都生產(chǎn)多種產(chǎn)品。每種產(chǎn)品都配有各自獨特的浸潤劑配方。浸潤劑化學人員必然遇到多種挑戰(zhàn)：除必須適應苛酷的拉絲工藝條件外， 浸潤劑還必須具有后道加工工序和產(chǎn)品最終應用所 需要的各種特性。在纖維將用來織造織物增強材料 或在復合材料成型過程中將遭受其他磨損的情況下 尤其重要。

       高速度的后道加工工序一般使用浸潤劑涂覆量（簡稱涂油量）較高的玻璃纖維。涂油量用術語LOI（灼燒損失）來度量，即通過燒掉纖維上浸潤劑的方法來量化玻纖產(chǎn)品中的浸潤劑（以重量%表示）。速度較高的加工工序可能要使用LOI為0.8%的纖維，而速度較低的加工工序也許只需0. 4%的LOI。

       纖維后加工廠商不僅要注意LOI指標，而且要 意LOI的分布。例如，額定為0.8%LOI的產(chǎn)品中，纖維的某些部位可能含有1%以上的浸潤劑，而其他部分可能只有0. 4%或以下。對高速度加工工序來說，  涂油量低的部位會產(chǎn)生問題。

         然而，過高的LOI也會造成問題。如果玻璃纖維進入復合材料之后仍然保留較高的浸潤劑含量，這就不利于與基體的粘結。這給浸潤劑化學人員帶來一個重要挑戰(zhàn)：浸潤劑配方必須提供良好的“原絲集束性”，以利無捻粗紗高速通過輥子、導紗眼之類器件；但一旦無捻粗紗進入最終位置之后，浸潤劑就應適時松散原絲中的單絲，以便纖維能被良好浸透，促成玻璃表面與基體樹脂有效粘結。

    浸潤劑化學人員的工作可用“大平衡行動”來 表征，但他們必須避免最終復合材料性能與纖維作業(yè)性能的折衷。沒有浸潤劑的保護作用，玻璃纖維無法加工；而沒有纖維與樹脂間的粘結，就起不到增強作用。這兩點都必須滿足。對熱固性樹脂來說，一般的戰(zhàn)略是設計一種能在樹脂中溶解的成膜劑，只留下偶聯(lián)劑來促成玻璃纖維與樹脂的粘結。另一方面，在熱塑性塑料中，成膜劑常常幫助纖維與樹脂的粘結，因而可讓它保留在樹脂之中。在使用短切玻璃纖維與熱塑性塑料的場合，纖維與樹脂在雙螺桿混料機中混合時所產(chǎn)生的剪切力有助于纖維在樹脂中分散。

       樹脂相容性

       浸潤劑的配方最主要受到所用基體樹脂的支配?？梢詾橐环N特定的樹脂專配一種浸潤劑，也可以配制與幾種樹脂相容的浸潤劑。前一種做法是優(yōu)化纖維／樹脂性能的最好途徑。例如，對聚丙烯專門設計的浸潤劑獲得的力學性能比它用于尼龍時要好20096。而另一方面，  一些樹脂體系具有足夠多的相似點，玻纖廠商就可以使用一種浸潤劑來生產(chǎn)與多種樹脂相容的玻纖產(chǎn)品。實際上，所有玻纖廠商都供應可用于聚酯、乙烯基酯和環(huán)氧樹脂的“三相容”產(chǎn)品。

       于是，最終用戶就面臨著“多相容”浸潤劑和只針對一種樹脂之浸潤劑的選擇。據(jù)稱，選擇前者的廠商必須接受最終制品力學性能損失2%～10%的后  果。選擇多相容性浸潤劑的用戶一般是基于資金和 方便性的考慮，但專業(yè)人士指出，使用“三相容”浸潤劑的玻纖產(chǎn)品未必對某類樹脂中的所有品種都適用。例如，使用普通酸酐類固化劑的環(huán)氧樹脂與“三相容”浸潤劑適應，但使用胺類固化劑的環(huán)氧樹脂則不行。

       只針對某種樹脂的專一浸潤劑宜用于不容許性能受損或玻纖產(chǎn)品的產(chǎn)量足可滿足庫存要求和極少更換品種的場合。纏繞成型的高壓管道就是必須使用?！檮┑囊焕?。

       成型工藝相適性

       影響浸潤劑選擇的第二因素是模塑成型工藝。在浸潤劑、玻纖表面與樹脂之間會發(fā)生化學反應。成型時間和溫度對這一反應有很大影響。例如，溫度較高和速度較快的拉擠工藝的反應速度就與溫度較低和速度較慢的真空輔助樹脂傳遞成型很不相同。速度很低的成型工藝對浸潤劑有特殊要求。用樹脂浸漬玻纖織物后再送去鋪層的成型工藝就不宜使用浸透速度快而充分的浸潤劑，因為在織物被鋪層之前，浸潤劑中抱合原絲的組分就會溶化而不能完好地保持織物形狀。

       近年開發(fā)的長纖維增強熱塑性塑料工藝吸引了眾多注意。例如，佳斯邁威公司在歐洲推出的StarRov~473A型無捻粗紗的浸潤劑，就是瞄準長纖維增強聚丙烯在汽車中的新應用而開發(fā)的。該公司與機器制造商合作，既致力于保證纖維在聚丙烯中分布良好，又注意保持纖維通過擠出螺桿時的長度。

       是終應用相適

       影響浸潤劑配方的第三因素是最終產(chǎn)品所需的性能。例如，對用于汽車發(fā)動機罩下冷卻劑系統(tǒng)的增強尼龍，可以提供一種提高耐水解性（不透熱水）的專用浸潤劑。

       對浸潤劑配方有重大影響的最后一項但絕非不重要的因素是原絲應用的形態(tài)：是連續(xù)纖維還是經(jīng)短切后用于噴射成型或用于SMC之類的產(chǎn)品。對短切纖維來說，應配制較硬性的浸潤劑，以便纖維短切時能迅速分散。但對纏繞、拉擠或織造用纖維，則  應配制更軟性的浸潤劑，因為這些工藝要求保持原絲形態(tài)，直至在最終制件中被樹脂浸濕。

      未來的浸潤劑設計

      在當今很多復合材料都借助電腦獲得效益的時代，浸潤劑的開發(fā)仍然主要依靠經(jīng)驗和實驗室的研 究。新的浸潤劑配制后投入試驗，對試驗結果進行評價，據(jù)此加以調整，然后再做更多的試驗。

       然而，行業(yè)在經(jīng)驗的基礎上已經(jīng)把浸潤劑化學推進到更高級的水平?，F(xiàn)在正在開發(fā)對玻璃纖維與樹脂界面（現(xiàn)已更精確地稱作“界面區(qū)”）的計算機模擬，盡管這種工作尚處于學術研究階段。

       在成熟的應用領域中，浸潤劑的改進一般僅通過纖維加工和模塑成型技術的創(chuàng)新來推動。例如，目前行業(yè)正在推行短切原絲的散裝氣動輸送，所以浸潤劑化學人員正在研發(fā)可提供更好原絲集束性和干態(tài)輸送特性而又不會影響復合材料性能和玻璃纖維分散性的浸潤劑。

       最終制品長期性能的改進也促使浸潤劑發(fā)展。據(jù)圣戈班Vetrotex公司的專家稱，他們的技術基本上已可使最終制品的初始性能達到最優(yōu)化。下一步的工作是要優(yōu)化制品的耐疲勞性、耐水性及其他長 期性能。但這種工作極富挑戰(zhàn)性，因為伴隨著長期性能的提高可能會產(chǎn)生對初期力學性能的有害影響。

       有關人士相信這些問題的解決及其他未來的進展都將借助計算機模擬。一個研究目標是要更多地了解原絲接觸涂油器一瞬間的實際動態(tài)特性。對界面區(qū)有了更多的了解，浸潤劑化學就會進展到大多數(shù)浸潤劑對纖維后加工要求和樹脂粘結性要求都能滿足的地步。

       雖然玻纖制造商們尚未自身開展這種理論研究工作，但他們大多數(shù)與從事分子模型研究的大學保持緊密關系。例如，佳斯邁威公司就與歐洲和美國的幾所大學保持關系，并已得益于他們的計算機模擬技術。如果遇到問題，該公司就會要求他們觀察分子動態(tài)特性，鑒別何種組分造成問題。企業(yè)與大學的這種合作關系可以把大學的實驗室研究項目轉化為更基本的企業(yè)研發(fā)課題。