玻璃纤维增强复合带的制备.pdf

　玻璃纤维增强复合带的制备　　２０１５年１Ｏ月　玻璃纤维增强复合带的制备　王大鹏，王庆昭，程全彪，解直伟　　　　　（山东科技大学化学与环境工程学院，青岛２６６５９０）　摘要：玻璃纤维在溶液槽中经偶联剂处理后，通过烘箱除去水分，在复合模具中与熔融的高密度聚乙烯复合，在一定压力　条件下制成带状，即可得到玻璃纤维增强复合带。在不同工艺条件下制备玻璃纤维增强复合带，并对其进行力学性能测试，寻　　　　求最佳工艺条件。结果表明，经偶联剂处理的玻璃纤维在烘箱温度为１７０￣Ｃ、走丝速度为６ｍ／ｒａｉｎ、成型压力为５００Ｎ、张紧度为　　　　７Ｎ的条件下制备的复合带性能最佳。　关键词：玻璃纤维；复合带；偶联剂；拉伸强度　　　　　中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００３－０９９９（２０１５）１０－００６８－０４　纤维增强复合材料是由纤维与基体经过一定工　　　　　艺复合加工形成的高性能材料］。常用基体有树　　　　　脂、金属、陶瓷等；增强纤维有玻璃纤维、芳纶、超高　　’　　分子量聚乙烯纤维、碳纤维、金属纤维等３Ｊ。这种　　　材料自２０世纪４０年代问世以来，在航空、航天、船　　　　　舶制造、汽车、化工、医学和机械等领域得到了广泛　　的应用～引。　玻璃纤维是最早开发出来的用于高分子复合材　　　　料的纤维。２０世纪３０年代，首批玻璃纤维研制成　　功Ｊ。玻璃纤维单丝直径从几微米到二十几微米不　　　　等。玻璃纤维具有拉伸强度高、断裂伸长率小、不　　　　燃、耐腐蚀、与树脂粘结性好、价格便宜等优点Ｊ，被　广泛应用于复合材料中。　玻璃纤维增强复合带是连续长玻璃纤维增强的　　　高性能复合材料，主要应用于模压材料增强层、管道　　　增强层等。美国泰科纳公司及中国家得宝公司生产　的玻璃纤维增强复合带将玻璃纤维每根单丝均匀分　开与聚乙烯复合成型。　本文在不同的工艺条件下制备玻璃纤维增强复　　　合带，对制备的复合带进行拉伸试验，测试其力学性　　能，从而确定最佳制备工艺条件。　　　１实验　　　ｌ－１实验原料　　　　玻璃纤维无捻粗纱１２００ｔｅｘ，强度为１４００ＭＰａ，　　　　　山东玻纤集团股份有限公司；硅烷偶联剂，ＫＨ一５５０；　　　　　高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）５２００Ｂ，北京燕山石化有限　　公司。　　１．２试验设备　　　　试验设备自制，示意图如图１所示。　　　图１制备玻璃纤维增强复合带示意图　　　　　　　　　Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆ　ｇｌａｓｓｆ　　　　ｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅ　　１－３复合带的制备　　　将玻璃纤维在溶液槽中浸润，使用偶联剂进行　偶联处理后通过烘箱除去水分，在复合模具中与熔　　融的ＨＤＰＥ复合，通过压辊在一定压力条件下制成　带状，即可得到玻璃纤维增强复合带。调解制备工　　艺如下：　　（１）有无偶联剂；　　　℃℃　　（２）烘箱温度在１４０￣Ｃ、１５０、１６０、１７０￣Ｃ、　　１８０￣（２五个温度条件下制备复合带；　　　（３）纤维以不同速度通过烘箱，速度分别为４ｍ／　ｒａｉｎ、５ｍ／ｍｉｎ、６ｍ／ｍｉｎ、７ｍ／ｒａｉｎ、８ｍ／ｍｉｎ　　　　　　　（４）玻璃纤维烘干后与熔融聚乙烯复合，通过　　压辊在一定的压力下制成带状，压力分别为３５０Ｎ、　４００Ｎ、４５０Ｎ、５００Ｎ、５５０Ｎ；　　（５）纤维在不同的张紧度下前行，张紧力分别　　为５Ｎ、６Ｎ、７Ｎ、８Ｎ、９Ｎ。　　　１．４单丝拔出试验　　玻璃纤维经过偶联剂处理烘干后与ＨＤＰＥ复合　　　收稿日期：２０１５－０５－１８　　作者简介：王大鹏（１９９０－），男，硕士，主要从事复合材料的研究，ｗｄｐ０２１４＠１６３．ｔｏｍ。　　　　确｜／铆＿｜麟｜跳酶　　２０１５年第１０期　　　　　　　玻璃钢／复合材料　６９　　　　成复合带，对于偶联剂的作用可用单丝拔出试验验　　　证。单根纤维拔出试验在２Ｏ世纪６０年代首先由　　　　Ｂｒｏｕｔｍａｎ【１０］提出，主要用于纤维增强混凝土材料和　　碳纤维增强金属基材料的研究。Ｆａｖｅｒ与合作者　　　成功地将这种试验方法应用于ＦＲＰ复合材料测试　中。本实验的具体步骤如图２所示，将一束玻璃纤　　　　　　　　　　　　　　　维与ＨＤＰＥ复合，用拉力试验机将玻璃纤维从　　　　　ＨＤＰＥ基体中拔出，试验中玻璃纤维束埋入深度均　　为１０ｍｍ。　　￣ｙＬ／ｐ．．卜．．　纤维　基体　　　图２单丝拔出试验　　　　　　　Ｆｉｇ．２Ｐｕｌｌｔｅｓｔｏｆｓｉｎｇｌｅｆｉｂｅｒ　　　１．５强度的测试　　　使用ＵＴＭ４１０４万能电子材料试验机（深圳三思　—　纵横科技股份有限公司），力值范围为１１００００Ｎ，　　　最大延长为８４０ｍｍ。拉伸速率为２５０ｍｍ／ｍｉｎ，试验　　　试样标准长度为２５０ｍｍ，比较不同工艺条件下制备　　得到的复合带的拉伸强度变化。强度计算式为：　　ｏｒ＝Ｆ／Ａ　　　　式中，为复合带最大拉伸断裂强力；Ａ为玻璃　纤维复合增强带的横截面积。　　２结果与讨论　该实验目的是通过不同的实验条件制备复合　　　　带，使制得的复合带性能达到最佳，从而寻找到最佳　　制备方案。制备玻璃纤维增强复合带，力学性能是　　　其最主要的性能，因此工艺选择就需要探讨制备力　　　学性能最优的条件。对于ＨＤＰＥ基增强复合带来说，　　　　由于ＨＤＰＥ是被增强的基体，其力学性能相对于玻　　　　璃纤维来说差了几个数量级，因此整个复合带的力　　学性能是由玻璃纤维起作用的。因此我们在对不同　　　　　工艺条件下加工的复合带力学性能进行测试后，对　　最佳工艺进行研究。　　　　２．１偶联剂的作用　　　　　玻璃纤维经过溶液槽，将经偶联剂处理后得到　　　的复合带进行单丝拉伸试验，最大力为２０Ｎ，而将未　　　经偶联剂处理得到的复合带进行单丝拉伸试验，最　　　　　大拉力为ＩＯＮ，经偶联剂处理后的复合带比未经处　　理的复合带脱膜强度高得多，更难与ＨＤＰＥ基分离。　　这是因为用偶联剂处理玻璃纤维表面既可保护纤维　　表面不受磨损，也可为玻璃纤维与聚合物基体间的　　　　粘结提供良好的界面，¨　　Ｊ，从而达到提高复合材料　　整体性能的目的。　　　本文中所用的偶联剂ＫＨ一５５０全称为．氨丙基　　　　三乙氧基硅烷，结构式为Ｈ。Ｎ（ＣＨ：）Ｓｉ（ＯＣ：Ｈ），，其　　中硅氧基可以通过水解作用与玻璃纤维形成缩合反　　应，而有机基团－ＮＨ２可以与ＨＤＰＥ基很好地结合。　　　这样ＫＨ一５５０通过化学键将玻璃纤维与ＨＤＰＥ基结　　　合起来，完成两种化学性质差异较大的材料间的偶　　　’　　　联，从而提高界面强度。　　　　２．２烘箱温度的选择　　　　　偶联剂处理后的玻璃纤维经过烘箱进行烘干　　　后，与ＨＤＰＥ进行复合，固定走丝速度为６ｍ／ｍｉｎ，压　　　辊压力为４５０Ｎ，纤维张紧力为７Ｎ，在不同的烘箱温　　度下制备复合带，测试其拉伸强度，见表ｌ。　　　　表１不同温度下玻璃纤维增强复合带的拉伸强度　　　　　　　　　Ｔａｂｌｅ１Ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　　　　　　　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　　　　ｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒｅａｔｉｎｇｓｐｅｅｄ　℃　℃　从烘箱温度分别为１４０、１５０、１６０￣Ｃ、１７０￣Ｃ、　　１８０％得到的实际拉伸强度可以看出，随着温度的升　　　　高，强度逐渐变大，当烘箱温度为１７０％时达到最大　　　值，随后下降。当温度过低时偶联剂处理的玻璃纤　　　　　　维未能完全烘干，影响复合效果，影响复合带的强　　度；当温度过高时，偶联剂处理后的玻璃纤维进入烘　　　箱后表面迅速干燥形成一层表面膜，影响干燥效果，　　　　进而影响复合带的强度，综合分析烘箱温度１７０￣（２　　为最佳温度。　　　　２．３走丝速度的选择　　　　　玻璃纤维束以一定的速度经过溶液槽偶联处　　　　理，经过烘箱烘干后与ＨＤＰＥ复合压制成复合带，固　　　定烘箱温度为１７０￣Ｃ，压辊压力４５０Ｎ，纤维张紧力为　　　７Ｎ，改变走丝速度制备复合带，测试拉伸强度，如表　　　２所示。　７０　玻璃纤维增强复合带的制备　　２０１５年１０月　　　表２不同走丝速度下玻璃纤维增强复合带的拉伸强度　　　　　　　　　Ｔａｂｌｅ２Ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆａｓｓｆｉｂｅｒ　　　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅ　　　　　　走丝速度纤维体积分纤维质量分原丝强度基体强度拉伸强度　　　　　　　　　　／ｍ・ｍｉｎ数（ｖＤ／％数（Ｍｒ）／％ｏｒｌ／ＭＰａｏｒ２／ＭＰａ３／ＭＰａ　　　　　　如表２所示，当走丝速度分别为４ｍ／ｍｉｎ、５ｍ／　　　ｍｉｎ、６ｍ／ｍｉｎ时，拉伸强度几乎相差无几，随着走丝　速度的继续增加，拉伸强度逐渐降低。随着走丝速　度的增加，玻璃纤维与生产设备之间的磨损逐渐加　重，导致玻璃纤维束受损，从而导致复合带中纤维体　　　　积分数减少，拉伸强度降低。综合生产分析，为使产　　品利益最大化，６ｍ／ｍｉｎ为最佳走丝速度。　　２．４压辊压力的选择　　　偶联处理的玻璃纤维烘干后与ＨＤＰＥ复合，在　　　压辊的压力下压制成复合带，固定烘箱温度为１７０￣Ｃ，　　　走丝速度为６ｍ／ｍｉｎ，纤维张紧力为７Ｎ，改变压辊压　　力制备复合带，测试拉伸强度，如表３所示。　　　表３不同压辊压力下玻璃纤维增强复合带的拉伸强度　　　　　　　Ｔａｂｌｅ３Ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｇｌａｓｓｆ　　ｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　　　　　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｅｓｓｕｒｅ　　　　　　压辊压力纤维体积分纤维质量分原丝强度基体强度拉伸强度　　　　　　　　　　　　／Ｎ数（ＶＦ）／％数（ＭＶ）／￣１／ＭＰａＩＴ２／ＭＰａＩＴ３／ＭＰａ　　　　如表３所示，拉伸强度随着压辊压力的增加逐　　　　渐增加，当压力为４５０Ｎ时达到最大值，随后拉伸强　度逐渐减小，分析原因，随着压力逐渐增大，玻璃纤　　　维与ＨＤＰＥ结合效果越来越好，当压辊压力过大时　玻璃纤维会出现分散现象使得玻璃纤维张紧效果不　好，严重影响拉伸强度，即使玻璃纤维体积分数增加，　拉伸强度还是降低，所以压辊的最佳压力为４５０Ｎ。　　２．５张紧力的选择　固定烘箱温度为１７０￣（２，走丝速度为６ｍ／ｒ　ａｉｎ，压　　　　辊压力为４５０Ｎ，改变纤维张紧力制备复合带，测试　　　其拉伸强度，如表４所示。　　　表４不同张紧力下玻璃纤维增强复合带的拉伸强度　　　　Ｔａｂｌｅ４Ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒ　　　ｅｎｇｔｈｏｆｓｌａ￣ｓｆ　ｉｂｅｒｒｅｉｎ　ｆｏｒｃｅｄ　　　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅｕｎｄｅｒｄｉｆ　　　ｆｅｒｅｎｔｔｅｎｓｉｏｎｆｏｒｃｅ　　　　　　张紧力纤维体积分纤维质量分原丝强度基体强度拉伸强度　　　　　　　　　　　　／Ｎ数（Ｖｒ）／％数（ＭＶ）／￣ｌ／ＭＰａｏｒ２／ＭＰａ３／ＭＰａ　　　　如表４所示，张紧力逐渐增大，拉伸强度随之逐　　　　渐增大，在张紧力达到７Ｎ时达到最大值，随后随着　　张紧力增大而急剧减小。当张紧力太小时，玻璃纤　　　　维束无法均匀地与ＨＤＰＥ复合，影响拉伸强度，当张　紧力过大时，玻璃纤维磨损严重，使得复合带中玻璃　纤维体积分数减小，拉伸强度降低，所以最佳张紧力　　为７Ｎ。　　　３结语　（１）通过偶联剂处理得到的玻璃纤维增强复合　带拉伸强度增大；　（２）随着烘箱温度的升高，复合带的拉伸强度　　　先增大后减小，烘箱最佳温度为１７０ｃＩ＝；　　（３）复合带的拉伸强度随着走丝速度的增加先　　　增大后减小，复合带制备最佳走丝速度为６ｍ／ｍｉｎ；　（４）随着压辊压力增大，复合带的拉伸强度先　增大后减小，复合带成型的最佳压力为４５０Ｎ；　　　　　　（５）随着张紧力的增大，复合带的拉伸强度先　　　增大后减小，复合带制备的最佳张紧力为７Ｎ。　参考文献　［１］朱晓峰．溶液浸渍法制备超高分子量聚乙烯纤维增强复合带　［Ｄ］．上海：东华大学，２０１２．　　　　　　［２］南建举，余俊荣，朱加尖，等．水性聚氨酯基对位芳纶纤维增强　　　　　　复合带的制备与性能［Ｊ］．东华大学学报（自然科学版），２０１１，　３７（３）：２９９．　　　［３］彭祥．浅析ＦＲＰ复合材料在土木工程中的实践效果［Ｊ］．四川水　泥，２０１４，１６６．　　　　　　　［４］徐尚村，王新定．ＦＲＰ在隧道工程中的应用探讨［Ｊ］．隧道技术　　研究，２００９，７３７－７４２．　　　［５］陈彦北，孔令俊，郝红肖，等．一种ＦＲＰ景观桥应用研究［Ｊ］．　—　铁道建筑，２０１４，３４３６．　　　　　　　［６］吴斌峰，孙清，李亮，等．Ｅ玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料　剪切性能［Ｊ］．输配电技术，２０１４，３５（１１）：７９－８４．　　　　［７］叶列平，冯鹏．ＦＲＰ在工程结构中的应用与发展［Ｊ］．土木工程　—　学报，２００６，３９（３）：２４３６．　　　　［８］孙丽莉．玻璃纤维增强树脂基复合材料的细观破坏研究［Ｄ］．山　　２０１５年第１０期　　　　　　　玻璃钢／复合材料　７ｌ　　　东：山东大学，２００９．　　　　　　　　　　［９］冯健中，游长江，鲁光，等．不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料的　　—　研究［Ｊ］．广州化学，２００６，３１（３）：４５５６．—　　　　　　　［１０］Ｌ．Ｊ．Ｂｒｏｕｔｍａｎ．ＧｌａｓｓＲｅｓｉｎＪｏｉｎｔＳｔｒｅｎｇｔｈｓａｎｄＴｈｅｉｒＥｆｆｉｅｃｔｏｎ　　　　　　　ＦａｉｌｕｒｅＭｅｃｈａｎｉｓｍｓｉｎＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ［Ｊ］．ＰｏｌｙｍｅｒＥｎｇａｎｄ　Ｓｉｃ，１９６６，７：２６３．　　　　　　［１１］Ｊ．Ｐ．Ｆａｖｒｅ，Ｊ．Ｐｅｒｒｉｎ．Ｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｓａｄｈｅｓｉｏｎｔｏｏｒｇａｎｉｃｍａｔｒｉｃｅｓ　　　　［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ，１９７２，７：１１１３．　　　　　　［１２］ＫａｚｕｙａＮ，ＭｉｃｈｉｈｉｒｅｔＴ，ＡｔｓｕｓｈｉＴ，ｅｔａ１．Ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　　　　　　　　　‘　ａｎｄｍｏｌｅｃｕｌａｒｍｏｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｆａｃｅｉｎｓｈｏｒｔｇｌａｓｓ－ｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｎｙ　—　ｌｏｎ６６ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｐｏｌｙｍｅｒ，２００２，４３（１４）：４０５５４０６２．　　　　　［１３］张士华，陈光，崔崇，等．偶联剂处理对玻璃纤维／尼龙复合材　　料力学性能的影响［Ｊ］．复合材料学报，２００６，２３（３）：３１－３６．　　　　　　　［１４］刘亚兰，申士杰，李龙，等．偶联剂处理玻璃纤维表面的研究　进展［Ｊ］．绝缘材料，２０１０，４３（４）：３４－３９．　［１５］肖长发．纤维复合材料一纤维、基体、力学性能［Ｍ］．北京：中国　　　石化出版社，１９９５．　　　　’　　’　　’　　ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮｏＦＧＬＡＳＳＩＢＥＲＲＥＩＮｏＲＣＥＤＣ０ＭＰＵＳ１．ＩＥＩ＇ＡＰＥ　　　　—　ＷＡＮＧＤａ－ｐｅｎｇ，ＷＡＮＧＱｉｎｇ－ｚｈａｏ，ＣＨＥＮＧＱｕａｎ－ｂｉａｏ，ＸＩＥＺｈｉｗｅｉ　　　（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ　　　　　　　ｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　　Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５９０，Ｃｈｉｎａ）　　　　　　　　　　　　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅｃａｎｂｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｆｉｒｓｔｔｒｅａｔｉｎｇｔｈｅｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｂｙｃｏｕｐｌｉｎｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｒｅａｇｅｎｔａｎｄｒｅｍｏｖｉｎｇｗａｔｅｒｔｈｒｏｕｇｈｈｅａｔｉｎｇｂｏｘ，ｔｈｅｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｎｇｉｔｗｉｔｈＨＤＰＥｉｎｔｈｅｍｏｌｄａｎｄｆｉｎａｌｌｙｍａｋｉｎｇｉｔｔｏ　　　　’　　　　　　　　　　　　　　ｂｅａｔａｐｅｕｎｄｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅ．１｝ｌｉｓａｒｔｉｃｌｅｄｅｓｃｒｉｂｅｓｈｏｗｔｈｅａｓｓｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｕｎｄｅｒ　　　　　　　　　　　　　　　　　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ｒＩ．ｈ。ｐｕｒｐｏｓｅｏｆｔｅｓｔｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｔａｐｅｗａｓｔｏｆｉｎｄｏｕｔｔｈｅｏｐ－　　　　　　　ｔｉｍａｌｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．１］ｂｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍａ　　　　　　　　　　ｌｈｅａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓ１７０ｏＣａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｓｐｅｅｄｏｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｆｉｂｅｒｐａｓｓｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｈｅａｔｉｎｇｂｏｘｗａｓ６ｍ／ｍｉｎ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｆｏｒｔｈｅｔａｐｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｗａｓ５００Ｎａｎｄｔｈｅ叩一　　　　　ｔｉｍａｌｔｅｎｓｉｏｎｆｏｒｃｅｗａｓ７Ｎ．　　　　　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｔａｐｅ；ｃｏｕｐｌｉｎｇａｇｅｎｔｓ；ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ　　（上接第７７页）　　　　　　　　　　ＤＥＶＥＬＯＰＭＥＮＴＡＮＤＴＥＳＴＩＮＧＯＦＧＬＡＳＳＦｍＥＲＲＥＩＮＦＯＲＣＥＤＰＬＡＳＴＩＣＳ　　　　　　　　　ＡＮＣＨＯＲＩＵＮＧＭＡＤＥＴＨＲＯＵＧＨＷＥＴＷＩＮＤＩＮＧ　　　—　　　　　　ＬＩＵＪｉａｎ－ｙｕｅ，ＣＵＩＸｉａｏｃｈａｏ，ＬＩＵＷｅｉ－ｊｉｎｇ，ＺＨＡＧＮＺｈｕ　　　　　　　　　　　（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ；　　　　　　　　　２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｐｐｌｉｅｄＭｅｃｈａｎｉｃｓａｎｄＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　，　　Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）　　　　　　　　　　　　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒａｌｏｎｇｐｅｒｉｏｄ，ａｎｃｈｏｒｒｉｎｇｉｎｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍｕｓｅｄｍｅｔａｌａｓｉｔｓｐｒｏｄｕｃｉｎｇｍａｔｅｒｉａ１．　　Ｃｏａｌｒｏａｄ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｈａｓａｍｏｉｓｔａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｖｅｓｉｔｕａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｍａｙｃａｕｓｅｔｈｅｐｙｒａｍｉｄａｌｆａｃｅｓｏｆａｎｃｈｏｒｒｉｎｇａｎｄｃｌｉｐｓｔｏｒｕｓｔａｎｄｅｖｅｎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ｌｏｓｅｗｏｒｋ．Ｗｈｅｎｒｏｃｋｆａｃｅｓｈａｓｔｈｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｍｏｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｌｉｐｓａｎｄａｎｃｈｏｒｒｉｎｇｗｉｌｌｎｏｔｂｉｔｅｗｅｌｌｄｕｅｔｏｔｈｅｉｎ．　　　　　　　　　　　　　　　　—　ｃｒｅａｓｅｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｃｏｎｔａｃｔａｒｅａ．Ｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｈａｓｂｅｅｎｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｔｙｐｒｏｂｌｅｍａｎｄｄｕ　　　　　　　　　　　　　　ｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔａｎｃｈｏｒｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．ＧｌａｓｓＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ（ＧＦＲＰ）ｉｓａｋｉｎｄｏｆｍａｔｅｒｉａｌｗｈｉｃｈ　　—　　—　　　　　　　　　　　　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｄｂｙｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙａｓｓｆｉｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｈａｒｄｅｎｅｒ．ＧＦＲＰｈａｓｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｈｉｇｈ　　　　　　　　　　　　　　　ｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｅｘｔｅｎｓｉｏｎａｎｄｌｏｗｓｈｅａｒｓｔｒｅｎｇｔｈ．Ｆｏｒａｃｉｄａｎｄａｌｋａｌｉｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｉｔｓｏｕｔｓｔａｎｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　　．　　　　　　　　　　ｉｔｈａｓｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｉｎａｎｃｈｏｒｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，　　　　　　　ｗｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｇｌａｓｓｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｌａｓ．　　　　　　　　　　　　　　　　　ｔｉｃｓａｎｃｈｏｒｒｉｎｇｉｎｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｍｉｎｉｎｇａｎｃｈｏｒａｎｄｉｔｓｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｆｗｅｔｗｉｎｄｉｎｇｆｏｒｍｉｎｇ．　　Ａｆｔｅｒｔｈｅ　　　　　　　　　　　　　　ｐｅｒｉｏｄｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｌｏａｄｉｎｇｔｅｓｔａｎｄｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｅｄａｎｃｈｏｒｒｉｎｇ．　　ＴｈｅｐｒｅＳＳＵｒｅ．ｂｅａｒｉｎｇ　　　　　　　　　　　　　　　　　　—　ｃａｐａｃｉｔｙｏｆＧＦＲＰａｎｃｈｏｒｒｉｎｇｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ５００ｋＮａｎｄｔｈｅｕｌｔｉｍａｔｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｓ４６４ｋＮ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅ　　　　　　　　　　　　ｓｕｈｓ，ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄｐｏｌｙｅｓｔｅｒｒｅｓｉｎａｎｃｈｏｒｒｉｎｇｗｈｉｃｈｉｓｍａｄｅｏｆａｌｋａｌｉ．ｆｒｅｅｇｌａｓｓｆ　　　　　ｉｂｅｒａｎｄｍａｄｅｔｈｒｏｕｇｈｆｉｌａｍｅｎｔ　　　　　　　　　　ｗｉｎｄｉｎｇｈａｓｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｉｇｈｔｑｕａｌｉｔｙ，ｅａｓｉｌｙｆｏｒｍｉｎｇ，ａｃｉｄａｎｄａｌｋａ　ｌｉｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，　ｅｔｃ．　　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｌａｓｓｆ　ｉｂｅｒｒｅｉｎ　　　　　ｆｏｒｃｅｄｐｌａｓｔｉｃｓ；ａｎｃｈｏｒｒｉｎｇ；ｆｉｌａｍｅｎｔｗｉｎｄｉｎｇ；ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ