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玻璃纖維具有絕緣性好、導(dǎo)熱系數(shù)低、吸音性能強(qiáng)等優(yōu)異性能,近年來被廣泛地應(yīng)用于航空航天、軍事化工等多個(gè)領(lǐng)域。玻璃纖維是一種人造無機(jī)纖維材料,具有原料資源豐富、高比強(qiáng)度,比表面積大、化學(xué)穩(wěn)定性好、無二次污染以及一定程度的功能可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展和大型池窯拉絲新技術(shù)的突破,我國(guó)玻璃纖維工業(yè)發(fā)展速度突飛猛進(jìn),目前已成為世界第一生產(chǎn)大國(guó)。
一種玻璃纖維的制備工藝,包括如下步驟:
(1)粉碎:將生產(chǎn)所述玻璃纖維的原料粉碎;
(2)熔化:將稱量好的所述原料混合、攪拌均勻;將所述原料玻璃熔窯熔化,熔化所需溫度控制在900℃之間,熔制時(shí)間需要135min;
(3)拉絲:拉絲溫度控制在1250℃之間,對(duì)纖維絲根施以強(qiáng)制冷卻措施,讓高溫液態(tài)的纖維快速冷卻形成玻璃纖維;
(4)覆膜:將所述玻璃纖維浸入納米銀膠溶液20S,待其表面被所述納米銀膠充分覆蓋后,用70℃熱風(fēng)吹干,初步制得導(dǎo)電玻璃纖維;
(5)去雜質(zhì):將所述導(dǎo)電玻璃纖維放入去離子水浸泡50S,烘干即可得到導(dǎo)電性能強(qiáng)的玻璃纖維成品。
優(yōu)選的,所述步驟(1)中,首先將準(zhǔn)備好的玻璃纖維進(jìn)行高溫除油處理,使其表面能夠被水浸潤(rùn),為粗化處理做好準(zhǔn)備,然后用粗液也浸漬4min,控制粗化液的溫度為35℃。
優(yōu)選的,所述步驟(4)中,納米銀膠是由檸檬酸銀和 Vc 反應(yīng)制得。
(1)將單寧酸置于pH為8.5的三(羥甲基)氨基甲烷鹽酸鹽(Tris-HCl)溶液中攪拌溶解,制備濃度為1.0g/L的含單寧酸的緩沖液;
(2)將纖維直徑為3μm的無堿玻璃纖維置于步驟(1)制得的含單寧酸的緩沖溶液中超聲混合均勻,在室溫下攪拌,控制轉(zhuǎn)速為200rpm,反應(yīng)12h,分離過濾,得到表面包覆聚單寧酸功能涂層的第一玻璃纖維(GF@TA);
(3)將步驟(2)制得的第一玻璃纖維分散于濃度為3.0g/L的硝酸銀溶液中,室溫下攪拌,控制轉(zhuǎn)速為500rpm,反應(yīng)6h,分離過濾,用去離子水洗滌2次,得到表面生長(zhǎng)有銀納米粒子(AgNPs)的第二玻璃纖維(GF@TA@AgNPs);
(4)將步驟(3)制得的第二玻璃纖維分散于濃度為10.0g/L的硝酸銅溶液中,室溫下反應(yīng)12h,將材料取出,先用去離子水洗滌1次,再用無水乙醇洗滌3次,然后置于60℃的真空烘箱中干燥2h,得到表面鍍銅的導(dǎo)電玻璃纖維(GF@TA@Cu)。
(1)E玻璃纖維的制備:制備直徑為5μm的E玻璃纖維;
(2)A材料的制備:用等離子輔助化學(xué)氣相沉積法在纖維表面沉積SiC過渡層作為粘結(jié)層,沉積條件為源物質(zhì)為乙烯和四氯化硅的混合物,沉積溫度為300℃,氬氣為稀釋氣和載氣,沉積時(shí)間為20min,獲得A材料;
(3)焙燒:通過焙燒除去A材料表面的浸潤(rùn)劑;
(4)B材料的制備:關(guān)掉四氯化硅蒸汽,沉積條件為源物質(zhì)為乙烯,沉積溫度為300℃,氬氣為稀釋氣和載氣,沉積時(shí)間為1.5h,獲得B材料;
(5)修飾:用硅烷偶聯(lián)劑A1100對(duì)B材料進(jìn)行表面修飾;
(6)復(fù)合材料的制備:以每秒12℃的速度降溫,降至室溫后取出纖維,對(duì)纖維進(jìn)行超聲波處理25min,得到厚度為500nm的石墨烯層、厚度為50nm的玻璃纖維的復(fù)合材料。
(7)表面處理:用硅烷偶聯(lián)劑A187對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行表面處理;
(8)成品:使納米氧化鋯粒子附著于復(fù)合材料表面,并于90℃反應(yīng)3小時(shí),然后將其置于溶劑中浸泡2.5小時(shí),最后烘干得到高紅外吸收的耐堿性玻璃纖維。