65997-17-3 / 玻璃纖維的特性及制備

玻璃纖維具有優(yōu)異的性能并在多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是一種可代替金屬的無機非金屬材料。因其良好的發(fā)展前景，各大玻璃纖維企業(yè)都著力于玻璃纖維的高性能化、工藝優(yōu)化研究。

1 玻璃纖維的定義

玻璃纖維是一種可代替金屬且性能優(yōu)異的無機非金屬材料，其制備是通過外力的作用把熔融狀態(tài)的玻璃拉絲成纖維狀，具有高強度、高模量和低延伸率的特點，優(yōu)良的耐熱性和壓縮性，熱膨脹系數(shù)大、高熔點，其軟化溫度可達550~750℃，化學(xué)穩(wěn)定性好，不易燃燒，具備一定的耐腐蝕性等優(yōu)良特性，在很多領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。

2 玻璃纖維的特性

玻璃纖維的熔點為680℃，沸點為1000℃，密度為2.4～2.7g/cm3?？估瓘姸仍跇?biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是6.3～6.9g/d，濕潤狀態(tài)5.4～5.8g/d。玻璃纖維的耐熱性好，同時是絕緣性良好的高級絕緣材料，適用于生產(chǎn)絕熱防火材料。

3 玻璃纖維的成分

生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃與其它玻璃制品的玻璃不同[2]。生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃所含成分如下:

（1）E-玻璃，又稱無堿玻璃，屬硼硅酸鹽玻璃。在目前生產(chǎn)玻璃纖維用的材料中，無堿玻璃的應(yīng)用最多。無堿玻璃具有良好的絕緣性和機械性能，主要用來生產(chǎn)絕緣玻璃纖維和高強度玻璃纖維，但是無堿玻璃不耐無機酸腐蝕，所以不適合在酸性環(huán)境中使用。

(2)C-玻璃，又稱中堿玻璃。與無堿玻璃相比，有較好的耐化學(xué)性，電氣、機械性能差。在中堿玻璃中添加三氯化二硼可生產(chǎn)玻璃纖維表面氈，具有耐腐蝕的特性。不含硼的中堿玻璃纖維主要用于生產(chǎn)過濾織物與包扎織物。

(3)高強玻璃纖維，顧名思義，高強玻璃纖維具有高強度高模量的特性。其纖維抗拉強度為2800MPa，高于無堿玻纖抗拉強度25%左右，彈性模量為86000MPa，高于E-玻璃纖維。高強玻璃纖維的產(chǎn)量不高，加上其高強度高模量的特性，所以一般用于軍工、航空航天及運動器械等領(lǐng)域，其他領(lǐng)域應(yīng)用并不廣泛。

(4)AＲ玻璃纖維，又稱耐堿玻璃纖維，是一種無機纖維。耐堿玻璃纖維耐堿性好，可抗高堿物質(zhì)的腐蝕。具有極高的彈性模量以及抗沖擊、抗拉、抗彎強度，同時還具有不燃、抗凍、耐溫濕變化能力強，抗裂、抗?jié)B性能好，可塑性強，易成型的特性，是玻璃纖維增強混凝土的肋筋材料。

4 玻璃纖維的制備

玻璃纖維的制造過程一般是先將原料進行熔融，之后進行纖化處理，如果要制成玻璃纖維球或者纖維棒的形狀，則不能直接進行纖化處理。玻璃纖維的纖化工藝有三種：

拉絲法：主要方法為長絲噴嘴拉絲法，其次為玻璃棒拉絲法和熔體滴拉絲法；

離心法：轉(zhuǎn)鼓離心法、階梯離心法和水平瓷盤離心法；

吹噴法：吹噴法和噴嘴吹噴法。

以上幾種工藝也可以聯(lián)合使用，如拉絲—吹噴法等。后加工在經(jīng)過纖化之后進行。紡織玻璃纖維的后加工分為以下兩大步驟[4]：

(1)在生產(chǎn)玻璃纖維過程中，卷繞前合并在一起的玻璃長絲要進行上漿處理，在收集與孔眼轉(zhuǎn)鼓前要用潤滑劑對短纖維進行噴灑。

(2)進一步加工，根據(jù)玻璃短纖維和玻璃短纖維粗紗的情況不同，有如下步驟：

①玻璃短纖維加工步驟：

②玻璃短纖維粗紗加工步驟：

參考材料

[1]丁玲.中小型LNG運輸船液貨罐設(shè)計技術(shù)[D].大連:大連理工大學(xué)碩士論文,2009．

[2]曾愛平.耐堿玻璃纖維性能的實驗研究[D].南昌:南昌大學(xué)，2006

[3]王力敏.淺談玻璃纖維物理性能在生產(chǎn)中的重要作用[J[.河北煤炭,2007(5):53－54．

[4]崔毅華,陳紀(jì)明,黃立新．池窯法制玻璃纖維及在電子工業(yè)中應(yīng)用[J[．紡織學(xué)報,2002,23(3):63－64．