玻璃纖維
玻璃纖維(英文原名為:glass fiber)是一種性能優異的無機非金屬材料,種類繁多,優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好,機械強度高,但缺點是性脆,耐磨性較差。它是葉臘石、石英砂、石灰石、白云石、硼鈣石、硼鎂石七種礦石為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的,其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米,相當于一根頭發絲的 1/20-1/5 ,每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料,電絕緣材料和絕熱保溫材料,電路基板等國民經濟各個領域。
性質
熔點 玻璃是是種非晶體 它沒有固定的熔點, 一般認為它的軟化點為500~750℃
沸點 1000 ℃
密度 2.4~2.76g/cm3
玻璃纖維作為強化塑料的補強材料應用時,最大的特征是抗拉強度大。抗拉強度在標準狀態下是6.3~6.9 g/d,濕潤狀態5.4~5.8 g/d。密度2.54g/cm3。耐熱性好,溫度達300℃時對強度沒影響。有優良的電絕緣性,是高級的電絕緣材料,也用于絕熱材料和防火屏蔽材料。一般只被濃堿、氫氟酸和濃磷酸腐蝕。
材料分類
01
E-玻璃:亦稱無堿玻璃,是一種硼硅酸鹽玻璃。目前是應用最廣泛的一種玻璃成分的玻璃纖維,具有良好的電氣絕緣性及機械性能,廣泛用于生產電絕緣用玻璃纖維,也大量用于生產玻璃鋼用玻璃纖維,它的缺點是易被無機酸侵蝕,故不適于用在酸性環境。
02
C-玻璃:亦稱中堿玻璃,其特點是耐化學性特別是耐酸性優于無堿玻璃,但電氣性能差,機械強度低于無堿玻璃纖維10%~20%,通常國外的中堿玻璃纖維含一定數量的三氧化二硼,而我國的中堿玻璃纖維則完全不含硼。在國外,中堿玻璃纖維只是用于生產耐腐蝕的玻璃纖維產品,如用于生產玻璃纖維表面氈等,也用于增強瀝青屋面材料,但在我國中堿玻璃纖維占據玻璃纖維產量的一大半(60%),廣泛用于玻璃鋼的增強以及過濾織物,包扎織物等的生產,因為其價格低于無堿玻璃纖維而有較強的競爭力。
03
高強玻璃纖維:其特點是高強度、高模量,它的單纖維抗拉強度為2800MPa,比無堿玻纖抗拉強度高25%左右,彈性模量86000MPa,比E-玻璃纖維的強度高。用它們生產的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲及運動器械。但是由于價格昂貴,如今在民用方面還不能得到推廣,全世界產量也就幾千噸左右。
04
AR玻璃纖維:亦稱耐堿玻璃纖維,耐堿玻璃纖維是玻璃纖維增強(水泥)混凝土(簡稱GRC)的肋筋材料,是100%無機纖維,在非承重的水泥構件中是鋼材和石棉的理想替代品。耐堿玻璃纖維的特點是耐堿性好,能有效抵抗水泥中高堿物質的侵蝕,握裹力強,彈性模量、抗沖擊、抗拉、抗彎強度極高,不燃、抗凍、耐溫度、濕度變化能力強,抗裂、抗滲性能卓越,具有可設計性強,易成型等特點,耐堿玻璃纖維是廣泛應用在高性能增強(水泥)混凝土中的一種新型的綠色環保型增強材料。
生產工藝
玻璃纖維生產工藝有兩種:兩次成型-坩堝拉絲法,一次成型-池窯拉絲法。
坩堝拉絲法工藝繁多,先把玻璃原料高溫熔制成玻璃球,然后將玻璃球二次熔化,高速拉絲制成玻璃纖維原絲。這種工藝有能耗高、成型工藝不穩定、勞動生產率低等種種弊端,基本被大型玻纖生產廠家淘汰。
池窯拉絲法把葉臘石等原料在窯爐中熔制成玻璃溶液,排除氣泡后經通路運送至多孔漏板,高速拉制成玻纖原絲。窯爐可以通過多條通路連接上百個漏板同時生產。這種工藝工序簡單、節能降耗、成型穩定、高效高產,便于大規模全自動化生產,成為國際主流生產工藝,用該工藝生產的玻璃纖維約占全球產量的90%以上。
應用
玻璃布
分為無堿和中堿兩類。無堿玻璃布主要用來生產車體和船體的外殼、模具、貯罐以及絕緣電路板。中堿玻璃布主要用于生產耐腐蝕產品如化學品容器,也可用來生產涂塑包裝布。生產織物所選用纖維的性能以及織物的紗線結構和經緯密度影響著織物的特性。
單向織物
單向織物由粗經紗和細緯紗織成的四經破緞紋或長軸緞紋織物。特點是在經紗主向上具有高強度。
玻璃纖維絕緣套管
將樹脂材料涂在管狀玻璃纖維織物上而形成的。其種類包括PVC 樹脂玻纖漆管、丙烯酸玻纖漆管、硅樹脂玻纖漆管等。