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摘要：应对国际金融危机对我国实体经济的冲击，国务院提出了十项重大产业结构调整和振兴规划。作为支柱产业和我国国民经济重要的民生产业，纺织工业和我国国民经济的战略性、基础性和先导性支柱产业的电子信息產业被列为其中之一。本文就电子级玻璃纤维布表面处理技术进行了探讨。
关键词：电子级玻璃纤维布；表面处理技术；纳米材料
前言
我国电子玻璃纤维及电子玻璃纤维布从上世纪70年代中期试制起，历经30多年的发展，按时间先后可分为试制起步阶段、国外引进阶段、扩大生产阶段、蓬勃发展阶段四个阶段。电子玻璃纤维是一种铝硼硅酸盐系纤维，其中碱金属含量为0%一2%，又被称为无碱玻璃纤维。电子玻璃纤维具有耐热性好、抗拉强度高、抗腐蚀性能好、电绝缘性能好等一系列的特点，被广泛地应用于电子工业。
1表面处理技术
表面处理工序是为了进一步提高电子玻璃纤维布的性能，也是电子玻璃纤维布生产过程中的最后一道工序，这道工序加工质量的好坏将直接决定电子玻璃纤维布的最终产品质量，而电子玻璃纤维布产品的质量又是影响其覆铜板和印制电路板电学性能的关键因素。所以我们有必要在表面处理工序上进行技术改进，不断提高产品的性能。在表面处理工序中，电子玻璃纤维布一般要进行热处理和表面化学处理两个工艺流程。热处理工序即热清洗工序，目的就是消除涂敷在单根原丝上的浸润剂和纱束上的浆料；织造成的电子玻璃纤维布涂敷、浸渍处理剂即表面化学处理，目的是实现玻璃纤维和树脂之间的化学偶联。目前应用比较多的工艺是，在电子玻璃纤维拉丝成形工序之后即涂覆一层淀粉油浸润剂，涂淀粉油浸润剂的作用就是为了满足纺织工艺的需要，防止原丝以及布面因机械摩擦起毛而影响布的质量。电子玻璃纤维经纱在织造前的整经工序中要进行上浆，使其在后道加工工序中避免受到过分的损伤，同时也具有良好的可织性。电子玻璃纤维布织成后，前道工序所涂覆的淀粉油浸润剂和浆料要在热清洗工序中除去，然后再在织物上涂上一层硅烷处理剂，以利于实现玻璃纤维和树脂之间的化学偶联。然而，浆纱和热清洗工序会导致玻璃结构的变化，另外涂覆在原丝表面的淀粉浸润剂很可能未被完全清除而遗留杂质，这些会严重地降低电子玻璃纤维布的电绝缘性能。为此，美国介电方案技术公司在后处理工艺上进行研究，研发出了一种电子玻璃纤维布的直接化学处理技术。该技术是把处理剂（硅烷或相同作用的处理剂）涂在每根单丝之上，并且在后面的织造工序中一直保留，这样就避免了电子玻璃纤维布在热清洗时受到污染。每根新生纤维在集柬前就已经完全涂上浸润剂，有利于制成电路板时形成优异的纤维/树脂界面，这有助于减少导电阳极丝（离子迁移）引起的问题，从而改善电子玻璃纤维布的电绝缘性能。除了在后处理工艺上进行改进外，我们还可以从后处理所使用的处理剂上人手，以改善电子玻璃纤维布的电绝缘性能。目前国内许多厂家使用的电子玻璃纤维布处理剂是一种硅烷偶联剂配方，而在国外则有很多种。例如，可以在处理剂中添加氧化钛微粉、荧光增白剂及紫外线聚合引发剂等新组分。这种采用新组分处理剂处理的新型的电子玻璃纤维布几乎能够屏蔽所有的紫外线，同时能够改善电子玻璃纤维布与树脂的结合界面，同样可以大大减少电路板中因导电阳极丝引起的问题，改善电子玻璃纤维布的电绝缘性能，有利于实现印制电路板的精密化、微型化。还有一种AMI处理的电子玻璃纤维布。一般电子玻璃纤维布只要经过偶联剂处理就行了，而AMI处理的电子玻璃纤维布除了要进行偶联剂处理之外，还要对其进行高性能树脂层处理，AMI处理的电子玻璃纤维布的电绝缘性能可靠性也得到了提高。另外，上海橡硕国际贸易公司的黄长根也对电子玻璃纤维布所用处理剂有所研究，他通过选用两种不同类型的非离子型表面活性剂与处理剂搭配使用，在抑泡、消泡方面收到了较佳的效果。电子玻璃纤维布中的气泡能够得到有效的减少，电子玻璃纤维布的电绝缘性能最后肯定也得到提高。
2纳米材料在玻璃纤维表面改性中的应用
2.1刚性纳米颗粒
目前，研究者通过在纤维与基体之间添加一层纳米颗粒，以提高复合材料界面结合强度及各项性能，其中大多采用物理方法，而采用化学方法（如溶胶—凝胶法、水热法等），不仅可以提高纤维及其复合材料的各项性能嘲，同时还赋予了玻璃纤维新功能——光催化性能、杀菌等，。采用刚性纳米颗粒（粘土、TiO2、sio2等）对其表面进行处理可以提高界面结合性能，同时，复合涂料的种类、涂层的物理性能（弹性模量、厚度、粗糙度）、浓度、涂敷工艺对纤维力学性能、热学性能、抗腐蚀性能等均有影响。目前有报道，在有机涂料中添加纳米颗粒将复合涂料涂敷在玻璃纤维表面。纳米材料的存在一方面增加碱溶液、水汽侵蚀玻璃纤维的路径，提高了玻璃纤维的耐腐蚀性能；另一方面，使得基体作用于纤维的应力分散于纳米材料上，从而达到提高力学性能的目的。除粘土、纳米si02之外，还有采用Tio2，对玻璃纤维表面进行改性增加表面粗糙度。研究发现采用化学法在玻璃纤维表面制备纳米TiO2，不仅可在纤维上形成Ti—O—si键，同时Ti—oH能够参与环氧树脂的固化过程，显著改善两相之间的界面，提高复合材料强度。
2.2碳纳米管
碳纳米管（carbon nanotubes，cNTs）具有高强度、高韧性、高模量等优良的力学性能，因此它是一种理想的复合材料增强组分。cNTs和复合材料基体之间的界面结合强度是影响复合材料力学性能的—个重要的因素。优良的界面粘接性能，不但能确保基体在受到外力作用时，应力由基体传递到cNTs，而且能防止高剪切力的作用将cNTs从聚合物中抽出。
2.2.1静电复合法
该法主要是利用碳纳米管与玻璃纤维表面电荷的相互作用在纤维表面涂敷cNTs。该法需要对cNTs、玻璃纤维进行功能化预处理。对于cNTs，一般是采用浓硝酸/浓硫酸的氧化作用，除去cNTs侧壁残留的无定形碳并接枝上羧基等官能团，使处理后的cNTs在溶液中呈现负电性以利于与玻璃纤维复合。此外，cNTs表面官能团的相互排斥作用能有效避免cNTs的团聚，利于形成稳定的分散液；对于玻璃纤维，一般多采用氨基偶联剂处理，使其表面带上正电荷，随后将带正电的玻璃纤维直接加入到表面带有负电荷的cNTs悬浮液中，即可制得cNTs均匀包覆玻璃纤维的复合增强体（GF—CNTs）。该法所制备的复合增强体己经广泛的应用于增强聚合物基体，并且该法所获得的复合材料与直接将MwcNTs分散于聚合物基体中相比，具有更好的层间断裂韧性、裂纹扩展断裂韧性、热学性能（玻璃化转变温度、热膨胀系数）等。此外，玻璃纤维表面有无浸润剂、涂层的类型瞄习、涂覆工艺、CNTs的形态、结构、含量、CNTs在纤维上的分布情况等对玻璃纤及其复合材料性能均有影响。
2.2.2化学气相沉积
化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，
cvD）法可在纤维表面原位生长cNTs，是较早制备碳纳米管与纤维多尺度复合增强的方法。它可以通过控制cvD过程的温度、流量、反应时间来控制cNTs形貌、结构。它可以使用不同的碳氢化合物、基板和催化剂，烃源一般可使用如乙烯、乙炔、甲苯、苯等，催化剂一般使用过渡金属元素Fe、co、Ni、Cr等或其组合。其中催化剂可以通过不同的方式沉积在纤维的表面，如浸渍、溅射、热蒸发等。
结束语
随着科学技术的不断发展和不同领域对电子玻璃纤维布的电绝缘性能的不同要求，电子玻璃纤维布肯定会得到更好的发展，也必将更好地服务于电子工业，更加广泛地应用于更多的领域。
参考文献：
[1]张大海，管艳丽，等.玻璃纤维表面处理技术研究进展[J]工艺，2016（39）：5—7.
[2]良才.关于电子级玻纤生产技术的探讨[J].玻璃纤维，201（6）：31-37.
关键词：电子级玻璃纤维布；表面处理技术；纳米材料
前言
我国电子玻璃纤维及电子玻璃纤维布从上世纪70年代中期试制起，历经30多年的发展，按时间先后可分为试制起步阶段、国外引进阶段、扩大生产阶段、蓬勃发展阶段四个阶段。电子玻璃纤维是一种铝硼硅酸盐系纤维，其中碱金属含量为0%一2%，又被称为无碱玻璃纤维。电子玻璃纤维具有耐热性好、抗拉强度高、抗腐蚀性能好、电绝缘性能好等一系列的特点，被广泛地应用于电子工业。
1表面处理技术
表面处理工序是为了进一步提高电子玻璃纤维布的性能，也是电子玻璃纤维布生产过程中的最后一道工序，这道工序加工质量的好坏将直接决定电子玻璃纤维布的最终产品质量，而电子玻璃纤维布产品的质量又是影响其覆铜板和印制电路板电学性能的关键因素。所以我们有必要在表面处理工序上进行技术改进，不断提高产品的性能。在表面处理工序中，电子玻璃纤维布一般要进行热处理和表面化学处理两个工艺流程。热处理工序即热清洗工序，目的就是消除涂敷在单根原丝上的浸润剂和纱束上的浆料；织造成的电子玻璃纤维布涂敷、浸渍处理剂即表面化学处理，目的是实现玻璃纤维和树脂之间的化学偶联。目前应用比较多的工艺是，在电子玻璃纤维拉丝成形工序之后即涂覆一层淀粉油浸润剂，涂淀粉油浸润剂的作用就是为了满足纺织工艺的需要，防止原丝以及布面因机械摩擦起毛而影响布的质量。电子玻璃纤维经纱在织造前的整经工序中要进行上浆，使其在后道加工工序中避免受到过分的损伤，同时也具有良好的可织性。电子玻璃纤维布织成后，前道工序所涂覆的淀粉油浸润剂和浆料要在热清洗工序中除去，然后再在织物上涂上一层硅烷处理剂，以利于实现玻璃纤维和树脂之间的化学偶联。然而，浆纱和热清洗工序会导致玻璃结构的变化，另外涂覆在原丝表面的淀粉浸润剂很可能未被完全清除而遗留杂质，这些会严重地降低电子玻璃纤维布的电绝缘性能。为此，美国介电方案技术公司在后处理工艺上进行研究，研发出了一种电子玻璃纤维布的直接化学处理技术。该技术是把处理剂（硅烷或相同作用的处理剂）涂在每根单丝之上，并且在后面的织造工序中一直保留，这样就避免了电子玻璃纤维布在热清洗时受到污染。每根新生纤维在集柬前就已经完全涂上浸润剂，有利于制成电路板时形成优异的纤维/树脂界面，这有助于减少导电阳极丝（离子迁移）引起的问题，从而改善电子玻璃纤维布的电绝缘性能。除了在后处理工艺上进行改进外，我们还可以从后处理所使用的处理剂上人手，以改善电子玻璃纤维布的电绝缘性能。目前国内许多厂家使用的电子玻璃纤维布处理剂是一种硅烷偶联剂配方，而在国外则有很多种。例如，可以在处理剂中添加氧化钛微粉、荧光增白剂及紫外线聚合引发剂等新组分。这种采用新组分处理剂处理的新型的电子玻璃纤维布几乎能够屏蔽所有的紫外线，同时能够改善电子玻璃纤维布与树脂的结合界面，同样可以大大减少电路板中因导电阳极丝引起的问题，改善电子玻璃纤维布的电绝缘性能，有利于实现印制电路板的精密化、微型化。还有一种AMI处理的电子玻璃纤维布。一般电子玻璃纤维布只要经过偶联剂处理就行了，而AMI处理的电子玻璃纤维布除了要进行偶联剂处理之外，还要对其进行高性能树脂层处理，AMI处理的电子玻璃纤维布的电绝缘性能可靠性也得到了提高。另外，上海橡硕国际贸易公司的黄长根也对电子玻璃纤维布所用处理剂有所研究，他通过选用两种不同类型的非离子型表面活性剂与处理剂搭配使用，在抑泡、消泡方面收到了较佳的效果。电子玻璃纤维布中的气泡能够得到有效的减少，电子玻璃纤维布的电绝缘性能最后肯定也得到提高。
2纳米材料在玻璃纤维表面改性中的应用
2.1刚性纳米颗粒
目前，研究者通过在纤维与基体之间添加一层纳米颗粒，以提高复合材料界面结合强度及各项性能，其中大多采用物理方法，而采用化学方法（如溶胶—凝胶法、水热法等），不仅可以提高纤维及其复合材料的各项性能嘲，同时还赋予了玻璃纤维新功能——光催化性能、杀菌等，。采用刚性纳米颗粒（粘土、TiO2、sio2等）对其表面进行处理可以提高界面结合性能，同时，复合涂料的种类、涂层的物理性能（弹性模量、厚度、粗糙度）、浓度、涂敷工艺对纤维力学性能、热学性能、抗腐蚀性能等均有影响。目前有报道，在有机涂料中添加纳米颗粒将复合涂料涂敷在玻璃纤维表面。纳米材料的存在一方面增加碱溶液、水汽侵蚀玻璃纤维的路径，提高了玻璃纤维的耐腐蚀性能；另一方面，使得基体作用于纤维的应力分散于纳米材料上，从而达到提高力学性能的目的。除粘土、纳米si02之外，还有采用Tio2，对玻璃纤维表面进行改性增加表面粗糙度。研究发现采用化学法在玻璃纤维表面制备纳米TiO2，不仅可在纤维上形成Ti—O—si键，同时Ti—oH能够参与环氧树脂的固化过程，显著改善两相之间的界面，提高复合材料强度。
2.2碳纳米管
碳纳米管（carbon nanotubes，cNTs）具有高强度、高韧性、高模量等优良的力学性能，因此它是一种理想的复合材料增强组分。cNTs和复合材料基体之间的界面结合强度是影响复合材料力学性能的—个重要的因素。优良的界面粘接性能，不但能确保基体在受到外力作用时，应力由基体传递到cNTs，而且能防止高剪切力的作用将cNTs从聚合物中抽出。
2.2.1静电复合法
该法主要是利用碳纳米管与玻璃纤维表面电荷的相互作用在纤维表面涂敷cNTs。该法需要对cNTs、玻璃纤维进行功能化预处理。对于cNTs，一般是采用浓硝酸/浓硫酸的氧化作用，除去cNTs侧壁残留的无定形碳并接枝上羧基等官能团，使处理后的cNTs在溶液中呈现负电性以利于与玻璃纤维复合。此外，cNTs表面官能团的相互排斥作用能有效避免cNTs的团聚，利于形成稳定的分散液；对于玻璃纤维，一般多采用氨基偶联剂处理，使其表面带上正电荷，随后将带正电的玻璃纤维直接加入到表面带有负电荷的cNTs悬浮液中，即可制得cNTs均匀包覆玻璃纤维的复合增强体（GF—CNTs）。该法所制备的复合增强体己经广泛的应用于增强聚合物基体，并且该法所获得的复合材料与直接将MwcNTs分散于聚合物基体中相比，具有更好的层间断裂韧性、裂纹扩展断裂韧性、热学性能（玻璃化转变温度、热膨胀系数）等。此外，玻璃纤维表面有无浸润剂、涂层的类型瞄习、涂覆工艺、CNTs的形态、结构、含量、CNTs在纤维上的分布情况等对玻璃纤及其复合材料性能均有影响。
2.2.2化学气相沉积
化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，
cvD）法可在纤维表面原位生长cNTs，是较早制备碳纳米管与纤维多尺度复合增强的方法。它可以通过控制cvD过程的温度、流量、反应时间来控制cNTs形貌、结构。它可以使用不同的碳氢化合物、基板和催化剂，烃源一般可使用如乙烯、乙炔、甲苯、苯等，催化剂一般使用过渡金属元素Fe、co、Ni、Cr等或其组合。其中催化剂可以通过不同的方式沉积在纤维的表面，如浸渍、溅射、热蒸发等。
结束语
随着科学技术的不断发展和不同领域对电子玻璃纤维布的电绝缘性能的不同要求，电子玻璃纤维布肯定会得到更好的发展，也必将更好地服务于电子工业，更加广泛地应用于更多的领域。
参考文献：
[1]张大海，管艳丽，等.玻璃纤维表面处理技术研究进展[J]工艺，2016（39）：5—7.
[2]良才.关于电子级玻纤生产技术的探讨[J].玻璃纤维，201（6）：31-37.