材料分類
玻璃纖維按形態(tài)和長度,可分為連續(xù)纖維、定長纖維和玻璃棉;按玻璃成分,可分為無堿、耐化學(xué)、高堿、中堿、高強(qiáng)度、高彈性模量和耐堿(抗堿)玻璃纖維等。
生產(chǎn)玻璃纖維的主要原料是:石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白云石、硼酸、純堿、芒硝、螢石等。生產(chǎn)方法大致分兩類:一類是將熔融玻璃直接制成纖維;一類是將熔融玻璃先制成直徑20mm的玻璃球或棒,再以多種方式加熱重熔后制成直徑為 3~80μm的甚細(xì)纖維。通過鉑合金板以機(jī)械拉絲方法拉制的無限長的纖維,稱為連續(xù)玻璃纖維,通稱長纖維。通過輥筒或氣流制成的非連續(xù)纖維,稱為定長玻璃纖維,通稱短纖維。
玻璃纖維按組成、性質(zhì)和用途,分為不同的級別。按標(biāo)準(zhǔn)級規(guī)定(見表),E級玻璃纖維使用普遍,廣泛用于電絕緣材料;S級為特殊纖維。
生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。國際上已經(jīng)商品化的纖維用的玻璃成分如下:
E-玻璃
亦稱無堿玻璃,是一種硼硅酸鹽玻璃。目前是應(yīng)用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(jī)械性能,廣泛用于生產(chǎn)電絕緣用玻璃纖維,也大量用于生產(chǎn)玻璃鋼用玻璃纖維,它的缺點(diǎn)是易被無機(jī)酸侵蝕,故不適于用在酸性環(huán)境。
C-玻璃
亦稱中堿玻璃,其特點(diǎn)是耐化學(xué)性特別是耐酸性優(yōu)于無堿玻璃,但電氣性能差,機(jī)械強(qiáng)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(shù)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(chǎn)耐腐蝕的玻璃纖維產(chǎn)品,如用于生產(chǎn)玻璃纖維表面氈等,也用于增強(qiáng)瀝青屋面材料,但在我國中堿玻璃纖維占據(jù)玻璃纖維產(chǎn)量的一大半(60%),廣泛用于玻璃鋼的增強(qiáng)以及過濾織物,包扎織物等的生產(chǎn),因?yàn)槠鋬r格低于無堿玻璃纖維而有較強(qiáng)的競爭力。
其特點(diǎn)是高強(qiáng)度、高模量,它的單纖維抗拉強(qiáng)度為2800MPa,比無堿玻纖抗拉強(qiáng)度高25%左右,彈性模量86000MPa,比E-玻璃纖維的強(qiáng)度高。用它們生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲及運(yùn)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(chǎn)量也就幾千噸左右。
亦稱耐堿玻璃纖維,耐堿玻璃纖維是玻璃纖維增強(qiáng)(水泥)混凝土(簡稱GRC)的肋筋材料,是100%無機(jī)纖維,在非承重的水泥構(gòu)件中是鋼材和石棉的理想替代品。耐堿玻璃纖維的特點(diǎn)是耐堿性好,能有效抵抗水泥中高堿物質(zhì)的侵蝕,握裹力強(qiáng),彈性模量、抗沖擊、抗拉、抗彎強(qiáng)度極高,不燃、抗凍、耐溫度、濕度變化能力強(qiáng),抗裂、抗?jié)B性能卓越,具有可設(shè)計性強(qiáng),易成型等特點(diǎn),耐堿玻璃纖維是廣泛應(yīng)用在高性能增強(qiáng)(水泥)混凝土中的一種新型的綠色環(huán)保型增強(qiáng)材料。
A玻璃
亦稱高堿玻璃,是一種典型的鈉硅酸鹽玻璃,因耐水性很差,很少用于生產(chǎn)玻璃纖維。
E-CR玻璃
是一種改進(jìn)的無硼無堿玻璃,用于生產(chǎn)耐酸耐水性好的玻璃纖維,其耐水性比無堿玻纖改善7~8倍,耐酸性比中堿玻纖也優(yōu)越不少,是專為地下管道、貯罐等開發(fā)的新品種。
D玻璃
亦稱低介電玻璃,用于生產(chǎn)介電強(qiáng)度好的低介電玻璃纖維。
除了以上的玻璃纖維成分以外,如今還出現(xiàn)一種新的無堿玻璃纖維,它完全不含硼,從而減輕環(huán)境污染,但其電絕緣性能及機(jī)械性能都與傳統(tǒng)的E玻璃相似。另外還有一種雙玻璃成分的玻璃纖維,已用在生產(chǎn)玻璃棉中,據(jù)稱在作玻璃鋼增強(qiáng)材料方面也有潛力。此外還有無氟玻璃纖維,是為環(huán)保要求而開發(fā)出來的改進(jìn)型無堿玻璃纖維。
識別高堿玻璃纖維
檢驗(yàn)的簡單方法是將纖維放在沸水里而煮6—7h,如果是高堿玻硝纖維,經(jīng)過沸水煮后,經(jīng)向和緯向的纖
維全部變疏松了。
按照不同的標(biāo)準(zhǔn),玻璃纖維的分類方法很多,一般從長度和直徑、組成和性能兩個角度來劃分。
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