纖維膠帶常見外觀

那么是否有一種材料可以又強又韌呢?

答案就是主角-纖維膠帶纖維膠帶一般都是一種單面膠帶，其背材是一種使用了纖維絲加強的復(fù)合材料。根據(jù)纖維絲的不同，可以有不同的表現(xiàn)，通常是用于加強尺寸穩(wěn)定性和抗張強度?，F(xiàn)在常用的纖維絲有兩類:玻璃纖維絲和聚醒纖維絲。

常見的纖維膠帶截面示意圖

目前，玻璃纖維絲是一種市場上使用非常廣的纖維絲材料，它成本低廉，供應(yīng)成熟，性能可變。由于玻璃(二氧化硅)剛性非常強，不易彎折，所以我們通常使用大量細(xì)而短的玻璃絲編織成長纖維，為了防止纖維絲出現(xiàn)散開和掉絲的情況，通常會在纖維絲表面使用膠粘劑進(jìn)行漫潤固化。這樣編制出的玻璃纖維絲可以達(dá)到幾十米甚至上百米，而且可以進(jìn)行一定角度的彎折。聚酮纖維絲也采用了類似的制作工藝。

常見的玻璃纖維

那么使用了玻璃纖維絲加固的膠帶可以表現(xiàn)出多少的優(yōu)勢呢?可以看一下下圖所示的不同膠帶材料對比為了減少干擾因素，列舉了同樣厚度的材料:

如表中所示，纖維絲復(fù)合材料的拉伸強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過常見的塑料材料，同時其抗拉時也幾乎沒有延展變形。這種性能特點在包裝，捆扎中顯得尤為重要。如果我們拿到一個使用膠帶捆扎的箱子時發(fā)現(xiàn)雖然所有的膠帶沒有繃斷，但是因為受力變的像面條一樣被拉長，很難想象我們會認(rèn)可這是一款能夠滿足需要的封箱膠帶。反之，纖維膠帶在不到10%的延展?fàn)顟B(tài)下能夠提供強的抗拉表現(xiàn)，可以說是在這種應(yīng)用上的好選擇。

使用了纖維絲之后，還給膠帶帶來了另外一個獨特的優(yōu)勢：抗缺口。生活中我們經(jīng)常會出現(xiàn)如下的情形：保鮮膜撕不斷，我們只要剪出一個小口，就可以輕松的一路撕開?？爝f箱子上的膠帶用盡力氣也很難拉開，但是只要切出一個缺口，卻可以一口氣拉起一大片。這種特點就是高分子材料中的應(yīng)力集中現(xiàn)象，集中表現(xiàn)在當(dāng)材料表面有個缺口時，會大幅下降材料本身的強度。而纖維膠帶從根本上解決了這個問題：一根根均勻排布的纖維絲，使得受力時每一根纖維都的貢獻(xiàn)了自己的力量，基本切斷了一部分纖維絲，剩下的纖維絲也不會出現(xiàn)集中破壞的情況。這種抗缺口的能力使得纖維膠帶在對于各種材料尤其是鋒利的金屬材料的捆扎，防盜，包裝防破壞上進(jìn)一步勝出。

我們簡單討論一下纖維絲的不同設(shè)計對于纖維膠帶的影響。顯而易見的是，纖維絲的排布密度很決定性的影響了纖維膠帶的抗拉強度，兩者有著接近線性的擬合關(guān)系。所以我們完全可以根據(jù)實際應(yīng)用的需要以及對于成本的要求來選擇合適纖維絲密度的產(chǎn)品。同時我們也可以發(fā)現(xiàn)纖維絲的排布方向也并不是一成不變的，不同的排布也可以帶來更出色的效果，比如市場上有一款3M公司的纖維膠帶產(chǎn)品使用了縱橫交錯排布的纖維絲，這種獨特的設(shè)計就非常好的解決了普通纖維膠帶在橫向和縱向上受力表現(xiàn)差異明顯的問題，解決了大重量捆扎應(yīng)用中的一個痛點。

3M公司的特殊纖維膠帶

罕見的使用了雙向纖維絲排布的方式