玻璃纖維的性能

1、玻璃纖維玻璃纖維 一.玻璃纖維的生產(chǎn) 玻璃纖維的制造工藝有兩種路線正在實(shí)踐中: 第一種包括玻璃彈珠制備,它們?cè)诔衫w階段再度熔融; 第二種是直接熔融路線,其中加熱爐連續(xù)投入原材料。它們被 熔融和精煉,此過(guò)程中玻璃到達(dá)一組鉑銠模套上面的前爐, 纖維從多孔模套拉出。 注:漏斗處的纖維生產(chǎn)率是玻璃流動(dòng)速率,而非細(xì)化速率的函 數(shù),后者決定纖維的最終直徑. 注:漏斗處的纖維生產(chǎn)率是玻璃流動(dòng)速率,而非細(xì)化速率的 函數(shù),后者決定纖維的最終直徑 1)熔融玻璃通過(guò)漏嘴的流動(dòng)可以用泊肅葉方程描 述: 對(duì)不同幾何形狀的漏嘴的修正方程由Loewenstein 給出。 l hr F 4 2)多孔模套一般由87鉑/13銠9

2、0鉑/10銠的合金組 成。 3)收集在一起的纖維束是工業(yè)中所稱(chēng)的粗束絲， 通常為一個(gè)單獨(dú)的操作，是將多條200根單纖組合 成所以需要的粗細(xì)。然而，隨著24000孔模套的 開(kāi)發(fā)，直接粗束絲可以立即形成最終卷裝。 4）一般采用2500m/min的拉出速率使纖維細(xì)化到 所需直徑。 在公制系統(tǒng)中，粗束絲由纖維的直徑和每股中單纖的數(shù)目 表示，并定義為粗束絲的總線密度（tex）。 一般喜歡用較老的紡織單位旦數(shù)是每9000米的克數(shù) （g/9000m）。 在美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中，采用字母后接“支數(shù)”，它是每磅 的百位碼數(shù)。 m1000/g1tex1 數(shù)支數(shù)tex/4961 纖維直徑，df（m）可以根據(jù)等式從粗束絲

3、的Tt 計(jì)算: 注: Tt=tex; N-每股的單絲數(shù)目。 N T d 4961. 0 t 8 .15 f 二.玻璃纖維的性能 1.力學(xué)性能 從表中可以看出，玻璃纖維在以下幾個(gè)方面具有獨(dú)特的性 能： (1)密度玻璃纖維的密度高于有機(jī)纖維，但低于金屬纖維。 (2)斷裂強(qiáng)度玻璃纖維具有較高的拉伸強(qiáng)度，在相同重量時(shí)， 其斷裂強(qiáng)度比鋼絲高24倍。因而人們又稱(chēng)它為玻璃鋼。 (3)尺寸穩(wěn)定性玻璃纖維不會(huì)因環(huán)境溫度變化而變形，最大 伸長(zhǎng)率僅為3。玻璃纖維的應(yīng)力應(yīng)變之間保持線性關(guān)系， 直至斷裂。 (4)硬度玻璃纖維的硬度較高，約為錦綸的15倍。玻璃纖維 的硬度與其固有的脆性相結(jié)合，構(gòu)成了突出的低彎曲阻抗 性。

4、在對(duì)玻璃纖維進(jìn)行紡織加工的過(guò)程中，玻璃纖維會(huì)受 到彎曲應(yīng)力，為了提高纖維的彎曲阻抗性，其直徑應(yīng)減少。 2耐熱性能 玻璃纖維是一種無(wú)機(jī)纖維，它本身不會(huì)引起燃燒，并且有 很好的耐熱性，這在紡織纖維中是很獨(dú)特的。 玻璃纖維在較低的溫度下受熱，其性能雖變化不大，但會(huì) 引起收縮現(xiàn)象。 玻璃纖維的導(dǎo)熱系數(shù)非常小，因而它常用于管道和容器的 隔熱，以及作為成型件的絕緣殼。 3化學(xué)穩(wěn)定性能 玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性，取決于其化學(xué)組成、介質(zhì)性質(zhì)、 溫度和壓力等條件。 玻璃纖維對(duì)腐蝕性化學(xué)品如酸和堿，有好的阻抗，它幾乎 不受有機(jī)溶劑的影響，并對(duì)大多數(shù)無(wú)機(jī)化合物是穩(wěn)定的。 4電性能 玻璃纖維具有高的比電阻和低的電介質(zhì)常數(shù)

5、。 玻璃纖維的電性能主要取決于玻璃的化學(xué)成分，特別是堿 氧化物的含量。所以無(wú)堿玻璃纖維制品在電氣、電機(jī)工業(yè) 中得到了廣泛而有效的應(yīng)用。 5其它性能 玻璃纖維具有耐老化、防腐、防霉、抗紫外線輻射等性能。 采用合適的表面處理劑，可以改善玻璃纖維的加工性能。 但玻璃纖維也存在一些由于其本身化學(xué)性質(zhì)所帶來(lái)的性能 方面的缺陷，如玻璃纖維脆性大，耐磨性差，柔軟性差， 不耐彎曲。纖維斷落的纖維頭，觸及人體使人難受，特別 會(huì)使皮膚發(fā)癢。再者，玻璃纖維吸濕性差，染色困難。制 造成本較高。 三.玻璃纖維的應(yīng)用 1土木建筑 在建筑業(yè)，玻璃纖維已廣泛應(yīng)用于冷卻塔、儲(chǔ)水塔以及衛(wèi) 生間的浴盆浴缸、門(mén)窗，安全帽和通風(fēng)設(shè)備等

6、。另外由于 玻璃纖維不易沾污、隔熱和不燃燒，因此它在建筑裝飾上 應(yīng)用日益廣泛。 玻璃纖維在基礎(chǔ)設(shè)施中應(yīng)用，主要有橋梁、碼頭、棧橋和 臨水結(jié)構(gòu)等。沿海和島上的建筑容易受到海水的腐蝕，這 最能發(fā)揮玻璃纖維材料的特長(zhǎng)。 2交通運(yùn)輸 玻璃纖維用于交通運(yùn)輸主要是在航空航天工業(yè)和汽車(chē)及火 車(chē)制造工業(yè)上。目前，波音747飛機(jī)使用玻璃纖維復(fù)合材 料構(gòu)件的總面積已達(dá)到929m2。 玻璃纖維可用作汽車(chē)的零部件，轎車(chē)的整體殼體，還可以 用來(lái)制造漁船，其工藝簡(jiǎn)單，防腐防蝕，維修頻數(shù)和保養(yǎng) 費(fèi)低，使用壽命長(zhǎng)。 3機(jī)械工業(yè) 用玻璃纖維增強(qiáng)后的聚苯乙烯系塑料，其機(jī)械性能，制品 的尺寸穩(wěn)定性以及耐熱耐沖擊強(qiáng)度都有很大的提高，廣泛 用于家用電器零件、機(jī)殼等。 玻璃纖維增強(qiáng)聚甲醛還被廣泛地用來(lái)代替有色金屬，用于 制造傳動(dòng)零件，如軸承、齒輪和凸輪等。 4化學(xué)工業(yè) 化學(xué)工業(yè)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，玻璃纖維的出現(xiàn)給化學(xué)工業(yè)帶來(lái) 了光明的前景。玻璃纖維主要用于制造各種槽、罐、塔、 管道、泵、閥和風(fēng)機(jī)等化工設(shè)備及配件。玻璃纖維耐腐蝕， 強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，但一般只能用于低壓或常壓設(shè)備， 且溫度不超過(guò)120。 此外，玻璃纖維在絕緣、防熱、增強(qiáng)和過(guò)濾等材料方面， 已在很大程度上取代了石棉。同時(shí)，玻璃纖維在新能源開(kāi) 發(fā)、環(huán)保、旅游和工藝美術(shù)等諸多方面，也得到了應(yīng)用。 結(jié)束語(yǔ) 高性能纖維是一種技術(shù)密集，投資