玻璃纖維各方面知識的介紹

rickyhan1986

玻璃纖維的成分及性能

　　生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。目前國際上已經(jīng)商品化的纖維用的玻璃成分如下：

　 1、E-玻璃 亦稱無堿玻璃，系一種硼硅酸鹽玻璃。目前是應(yīng)用最廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分，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，它的缺點是易被無機(jī)酸侵蝕，故不適于用在酸性環(huán)境。

　　2、C-玻璃 亦稱中堿玻璃，其特點是耐化學(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)，因為其人格低于無堿玻璃纖維而有較強(qiáng)的競爭力。


　 3、高強(qiáng)玻璃纖維 其特點是高強(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，目前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。

　 4、AR玻璃纖維 亦稱耐堿玻璃纖維，主要是為了增強(qiáng)水泥而研制的。

　 5、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。

　 6、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。

　　7、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，近年來還出現(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。

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無捻粗紗是由平行原絲或平行單絲集束而成的。無捻粗紗按玻璃成分可劃分為：無堿玻璃無捻粗紗和中堿玻璃無捻粗紗。生產(chǎn)玻璃粗紗所用玻纖直徑從12～23μm。無捻粗紗的號數(shù)從150號到9600號（tex）。無捻粗紗可直接用于某些復(fù)合材料工藝成型方法中，如纏繞、拉擠工藝，因其張力均勻，也可織成無捻粗紗織物，在某些用途中還將無捻粗紗進(jìn)一步短切。

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適合于玻璃鋼噴射成型使用的無捻粗紗要具備如下性能：①良好的切割性，在連續(xù)高速切割時產(chǎn)生的靜電少；②無捻粗紗切割后分散成原絲的效率要高，也即分束率高，通常要求90%以上；③短切后的原絲具有優(yōu)良的覆模性，可覆蓋在模具的各個角落；④樹脂浸透快，易于被輥子輥平并易于驅(qū)趕氣泡；⑤原絲筒退解性能好，粗紗線密度均勻，適合于各種噴槍及纖維輸送系統(tǒng)。噴射用無捻粗紗都是由多股原絲絡(luò)制而成，每股原絲含200根玻纖單絲。

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SMC用無捻粗紗 SMC即片狀模塑料，主要用于壓制汽車部件、浴缸、水箱板、凈化槽、各種座椅等。SMC用無捻粗紗在制造SMC片材時要切成lin(25mm)的長度，分散在樹脂糊中，因此對SMC用無捻粗紗的要求是短切性好，毛絲少，抗靜電性優(yōu)良，在切割時短切絲不會粘附在刀輥上。對著色的SMC而言，無捻粗紗要在高顏料含量的樹脂糊中被樹脂浸透。通常SMC無捻粗紗一般為2400tex，少數(shù)情況下也有用4800tex的。

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纏繞法用于制造各種口徑的玻璃鋼管、貯罐等。纏繞用無捻粗紗的號數(shù)從1200號到9600號，纏繞大型管道及貯罐多傾向于直接無捻粗紗，如4800tex的直接無捻粗紗。對纏繞用無捻粗紗的要求如下：①成帶性好，呈扁帶狀；②無捻粗紗退解性好，在從紗筒退解時不脫圈，不形成"鳥巢"狀亂絲；③張力均勻，無懸垂現(xiàn)象；④線密度均勻，一般須小于±7%；⑤無捻粗紗浸透性好，從樹脂槽通過時易為樹脂潤濕及浸透。

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拉擠用于制造斷面一致的各種型材，其特點是玻纖含量高，單向強(qiáng)度大。拉擠用無捻粗紗可以是多股原絲并合的也可以是直接的無捻粗紗，其線密度范圍為1100號到4400號。各種性能要求與纏繞無捻粗紗大體相同。

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無捻粗紗的一個重要用途是織造各種厚度的方格布或單向無捻粗紗織物，它們大多用于手糊玻璃鋼成型工藝中。對強(qiáng)造用無捻粗紗有如下要求：①良好的耐磨性；②良好的成帶性；③織造用無捻粗紗在織造前需經(jīng)強(qiáng)制烘干；④無捻粗紗張力均勻，懸垂度應(yīng)符合一定標(biāo)準(zhǔn)；⑤無捻粗紗退解性好；⑥無捻粗紗浸透性好。

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在預(yù)型體工藝中，無捻粗紗被短切并噴附在預(yù)定形狀的網(wǎng)上，同時噴少量樹脂使纖維網(wǎng)固定成形，然后將成形的纖維網(wǎng)片移入金屬模具中，注入樹脂熱壓成形，即得制品。對于這種工藝的無捻粗紗的性能要求與對噴射無捻粗紗的要求基本相同。

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方格布是無捻粗紗平紋織物，是手糊玻璃鋼重要基材。方格布的強(qiáng)度主要在織物的經(jīng)緯方向上，對于要求經(jīng)向或緯向強(qiáng)度高的場合，也可以織成單向方格布，它可以在經(jīng)向或緯向布置較多的無捻粗紗。

　　對方格布的質(zhì)量要求如下：①織物均勻，布邊平直，布面平整呈席狀，無污漬、起毛、折痕、皺紋等；②經(jīng)、緯密，面積重量，布幅及卷長均符合標(biāo)準(zhǔn)；③卷繞在牢固的紙芯上，卷繞整齊；④迅速、良好的樹脂透性；⑤織物制成的層合材料的干、濕態(tài)機(jī)械強(qiáng)度均應(yīng)達(dá)到要求。

　　用方格布鋪敷成型的復(fù)合材料其特點是層間剪切強(qiáng)度低，耐壓和疲勞強(qiáng)度差。