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                              玻璃纖維的發(fā)展和應用全面介紹
                              2020-03-14 14:06:36
                              12800次訪(fǎng)問(wèn)

                              寧波片材收卷機

                              玻璃纖維:是一種性能優(yōu)異的無(wú)機非金屬材料,種類(lèi)繁多,優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好,機械強度高,但缺點(diǎn)是性脆,耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò )紗、織布等工藝制造成的,其單絲的直徑為幾個(gè)微米到二十幾米個(gè)微米,相當于一根頭發(fā)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(jīng)濟各個(gè)領(lǐng)域。

                              玻璃纖維復合材料分類(lèi)玻璃纖維復合設備

                              玻璃纖維按形態(tài)和長(cháng)度,可分為連續纖維、定長(cháng)纖維和玻璃棉;按玻璃成分,可分為無(wú)堿、耐化學(xué)、高堿、中堿、高強度、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(lèi):一類(lèi)是將熔融玻璃直接制成纖維;一類(lèi)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的甚細纖維。通過(guò)鉑合金板以機械拉絲方法拉制的無(wú)限長(cháng)的纖維,稱(chēng)為連續玻璃纖維,通稱(chēng)長(cháng)纖維。通過(guò)輥筒或氣流制成的非連續纖維,稱(chēng)為定長(cháng)玻璃纖維,通稱(chēng)短纖維。

                              玻璃纖維按組成、性質(zhì)和用途,分為不同的級別。按標準級規定,E級玻璃纖維使用最普遍,廣泛用于電絕緣材料;S級為特殊纖維。

                              玻璃纖維的分類(lèi)方法很多,一般可從玻璃原料成分、單絲直徑、纖維外觀(guān)及纖維特性等方面進(jìn)行分類(lèi)。

                              (1)一般以不同的堿金屬氧化物含量來(lái)區分。

                              無(wú)堿玻璃纖維

                              中堿玻璃纖維(C玻璃纖維)

                              高堿玻璃纖維(A玻璃纖維)

                              (2) 以單絲直徑分類(lèi)

                              玻璃纖維單絲呈圓柱形,以其直徑的不同可以分成幾種:

                              粗纖維: 30μm;初級纖維:20μm

                              中級纖維:10μm~20μm;

                              高級纖維:3μm~10μm(亦稱(chēng)紡織纖維);

                              超細纖維:?jiǎn)谓z直徑小于4μm。單絲直徑的不同,不僅纖維的性能有差異,而且影響到纖維的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)量和成本。一般5μm-10μm纖維作為紡織制品用;10μm-14μm的纖維一般做無(wú)捻粗紗、無(wú)紡布、短切纖維氈等較為適宜。

                              (3)按纖維性能分類(lèi)

                              這是一類(lèi)為適應特殊使用要求,新發(fā)展起來(lái)的,纖維本身具有某些特殊優(yōu)異性能的新型玻璃纖維,大致可分為:

                              高強玻璃纖維;

                              高模量玻璃纖維;

                              耐高溫玻璃纖維;

                              耐堿玻璃纖維;

                              耐酸玻璃纖維;

                              普通玻璃纖維

                              光學(xué)纖維;

                              低介電常數玻璃纖維;

                              導電纖維等

                              玻璃纖維復合材料特點(diǎn)

                              玻璃纖維比有機纖維耐溫高,不燃,抗腐,隔熱、隔音性好,抗拉強度高,電絕緣性好。但性脆,耐磨性較差。用來(lái)制造增強塑料或增強橡膠,作為補強材玻璃纖維具有以下之特點(diǎn),這些特點(diǎn)使玻璃纖維之使用遠較其他種類(lèi)纖維來(lái)得廣泛,發(fā)展速度亦遙遙領(lǐng)先.其特性列舉如下:

                              (1)拉伸強度高,伸長(cháng)小。

                              (2)彈性系數高,剛性佳。

                              (3)彈性限度內伸長(cháng)量大且拉伸強度高,故吸收沖擊能量大。

                              (4)為無(wú)機纖維,具不燃性,耐化學(xué)性佳。

                              (5)吸水性小。

                              (6)尺度安定性,耐熱性均佳。

                              (7)加工性佳,可作成股、束、氈、織布等不同形態(tài)之產(chǎn)品。

                              (8)透明可透過(guò)光線(xiàn)。

                              (9)與樹(shù)脂接著(zhù)性良好之表面處理劑之開(kāi)發(fā)完成。

                              (10)抗疲勞性

                              槳葉采用玻璃纖維等不同結構形成,具有抗疲勞性,使直升飛機在高空中保持穩定,平行,充分發(fā)揮復合材料的結構特性。

                              (11)不易燃燒,高溫下可熔成玻璃狀小珠

                              玻璃纖維復合材料與傳統材料相比,有兩個(gè)主要特點(diǎn)即性能可設計性和材料與構件成型的一致性。玻璃纖維復合材料所期望的復合效果是原材料的性能互補,并產(chǎn)生疊加效果,從而具備一些原材料所不具備的優(yōu)異的物理、化學(xué)性能。

                              玻璃纖維復合材料的應用

                              玻璃纖維與有機纖維相比,玻璃纖維耐溫高、不燃、抗腐,隔熱、隔音性好,抗拉強度高,電絕緣性好。但缺點(diǎn)是性脆,耐磨性較差。

                              玻璃纖維主要用作電絕緣材料,工業(yè)過(guò)濾材料,防腐、防潮、隔熱、隔音、減震材料。還可作為增強材料,用來(lái)制造增強塑料或增強橡膠、增強石膏和增強水泥等制品。用有機材料被覆玻璃纖維可提高其柔韌性,用以制成包裝布、窗紗、貼墻布、覆蓋布、防護服和絕電、隔音材料。

                              其次連續玻璃纖維是通過(guò)鉑合金板以機械拉絲方法拉制的無(wú)限長(cháng)的纖維,通稱(chēng)長(cháng)纖維。定長(cháng)玻璃纖維是通過(guò)輥筒或氣流制成的非連續纖維,又稱(chēng)短纖維。借離心力或高速氣流制成的細、短、絮狀纖維,稱(chēng)為玻璃棉。玻璃纖維經(jīng)加工,可制成多種形態(tài)的制品,如紗、無(wú)捻粗紗、短切原絲、布、帶、氈、板、管等。

                              最后E級玻璃纖維使用最普遍,廣泛用于電絕緣材料;S級為特殊纖維,雖然產(chǎn)量小,但很重要,因具有超強度,主要用于軍事防御,如防彈箱等;C級比E級更具耐化學(xué)性,用于電池隔離板、化學(xué)濾毒器;A級為堿性玻璃纖維,用于生產(chǎn)增強材料。

                              玻璃纖維在航空航天領(lǐng)域的應用

                              航空航天領(lǐng)域薈萃了當今世界上最新進(jìn)的科技成果,也是新材料科技水平的集中展示,高性能玻璃纖維復合材料已成為航空航天工業(yè)不可或缺的一種材料,與鋁合金,鋼和鈦合金3大金屬材料共同成為支撐航天事業(yè)發(fā)展的基石。

                              在航空上,無(wú)論是民用客機還是軍用飛機都使用了玻纖復合材料,玻纖增強材料有效的減輕了飛機質(zhì)量,提高了商用載荷,節約了能源,達到了質(zhì)輕美觀(guān)的效果。它具有耐腐蝕,耐高溫,耐輻射,阻燃,抗老化的性能。

                              玻璃纖維在電工絕緣領(lǐng)域的應用

                              由于玻璃纖維復合材料具有重量輕、強度高、絕緣性好、耐疲勞、耐腐蝕、加工成型方便、易維護等特點(diǎn),在電力行業(yè)得到了廣泛應用。在電力行業(yè)的應用除傳統輸變電設備、設施外,玻璃鋼桿塔和復合電纜芯成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)之一。電工絕緣材料產(chǎn)品可分為8類(lèi),而與玻璃纖維相關(guān)的就有6類(lèi),也這是足以說(shuō)明玻璃纖維在這一行業(yè)的應用之廣泛。這6類(lèi)包括:

                              (1)絕緣浸漬制品

                              (2)玻璃纖維增強塑料層壓制品

                              (3)玻璃纖維模塑料

                              (4)云母制品

                              (5)絕緣粘貼和復制制品

                              (6)電磁線(xiàn)

                              玻璃纖維在環(huán)境領(lǐng)域的應用

                              生態(tài)環(huán)境是人類(lèi)生存和發(fā)展所必須的生態(tài)因素,我國政府明確指出保護環(huán)境是我國長(cháng)期堅持的基本國策,玻璃纖維因其優(yōu)良的各項性能在大氣,水,生物,土壤等環(huán)境領(lǐng)域均有著(zhù)較為廣闊的應用。

                              例如玻璃纖維過(guò)濾材料在改善廢氣,成分,降低粉塵排放量等方面做出了了相當大的貢獻。此外一種玻璃纖維空氣過(guò)濾紙,用于空氣調節系統中可以除去空氣中的異味,從而達到凈化空氣的目的。玻璃纖維在水環(huán)境和土壤環(huán)境一有很好的應用,,它與有機纖維材料結合加工成土工材料可用于防水土流失。

                              玻璃纖維在生物醫學(xué)領(lǐng)域的應用

                              由于玻璃纖維的優(yōu)良性能使玻璃纖維織物具有強度高,不吸濕,尺寸穩定等特點(diǎn),因而可在生物醫學(xué)領(lǐng)域用作矯形和修復材料,牙科材料,醫用器材等。

                              與傳統的棉布石膏繃帶相比,玻璃纖維織物與各種樹(shù)脂制作的矯形繃帶克服了以往繃帶強度低,吸濕,尺寸不穩定等特點(diǎn)。另外實(shí)踐證明,玻纖膜濾器對白細胞有著(zhù)很強的吸附能力和捕獲能力,具有很高的白細胞去除率,而且作業(yè)穩定性極好。另外,玻璃纖維用作呼吸器的濾毒器已有多年歷史,這種濾材對空氣的阻力極小,細菌過(guò)濾效率很高。

                              玻璃纖維在建筑材料領(lǐng)域的應用

                              玻璃纖維增強水泥

                              眾所周知,以水泥為基礎的建筑材料突出的特點(diǎn)是抗壓性強度高而抗彎,抗拉強度和抗沖擊強度低,隨著(zhù)人們對玻璃纖維的深入研究和開(kāi)發(fā),耐堿玻璃纖維的問(wèn)世,便產(chǎn)生了一種新型的克服水泥基體缺陷的玻璃纖維增強水泥材料,這種材料不僅可以提高水泥基體的抗彎,抗拉強度,還可以提高其抗沖擊強度。

                              玻璃鋼具備輕質(zhì)高強的主要特點(diǎn),耐熱性,耐堿性,耐腐蝕性以及電絕緣性都很良好。玻璃鋼在建筑材料的應用有采光,衛生,裝飾裝修,給排水,采暖通風(fēng),圍護土木,電氣,工裝器具等。

                              玻璃纖維在汽車(chē)工業(yè)的應用

                              玻璃纖維及其復合材料具有輕質(zhì),高強度,耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),在汽車(chē)工業(yè)中應用可以減輕汽車(chē)重量,提高汽車(chē)性能,降低汽車(chē)零部件的制造成本,加快汽車(chē)的裝配速度,節省燃料。所以汽車(chē)廠(chǎng)商歷來(lái)歷來(lái)都很重視在汽車(chē)中使用玻璃纖維及其復合材料。

                              玻璃纖維及其復合材料在汽車(chē)中可用來(lái)制作:前端板、空調管、排氣門(mén)、發(fā)動(dòng)機罩、保險杠、行李箱蓋、車(chē)身板、車(chē)頂內板、底盤(pán)、座位構件、儀表盤(pán)、消音器、尾氣過(guò)濾、燃料氣瓶、內飾材料、摩擦材料等等。

                              玻璃纖維未來(lái)發(fā)展領(lǐng)域預測

                              玻璃纖維應用領(lǐng)域不斷拓寬

                              ⑴能源建設

                              ⑵交通運輸

                              ⑶建筑工程

                              ⑷石油化工

                              ⑸水處理工程

                              ⑹航空及高科技領(lǐng)域 

                              玻璃纖維應用領(lǐng)域不斷拓寬,玻纖及其復合材料,以其輕質(zhì)高強等特性,可推動(dòng)相關(guān)行業(yè)的節能減排。建筑業(yè)和交通運輸業(yè)是玻璃纖維用量最大的應用領(lǐng)域,同時(shí),電子信息、新能源和電力等行業(yè)對玻璃纖維的需求也將持續增長(cháng)。


                              LFT玻纖增強造粒設備,lft玻纖造粒

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