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玻璃纤维介绍

发布日期：2020-10-10 08:39:30 浏览次数：305

玻璃纤维
的组成与性能用于生产玻璃纤维的玻璃与其他玻璃制品不同。目前，{todayhot}已在世界范围内商业化。纤维用玻璃的组成如下：
1、E-玻璃，又称无碱玻璃，是一种硼硅酸盐玻璃。它是目前应用最广泛的玻璃纤维构件，具有良好的电绝缘性和机械性能。广泛应用于电绝缘用玻璃纤维的生产，也大量用于玻璃纤维增强塑料用玻璃纤维。其缺点是易被无机酸腐蚀，不适合在酸性环境中使用。
2、C型玻璃又称中碱玻璃，其特点是耐化学性比无碱玻璃好，特别是耐酸性，但电学性能较差，机械强度比无碱玻璃纤维低10%-20%。一般来说，国外中碱玻璃纤维中含有一定量的三氧化二硼，而我国的中碱玻璃纤维不含硼。在国外，中碱玻璃纤维仅用于生产耐腐蚀玻璃纤维制品，如玻璃纤维面毡的生产，也用于增强沥青屋面材料。但在我国，碱玻璃纤维占玻璃纤维产量的一半以上（60%），由于其个性低于无碱玻璃纤维，竞争力强，被广泛应用于玻璃纤维增强塑料、滤布、包装布等的生产。
3、高强度玻璃纤维具有高强度、高模量的特点。单纤维拉伸强度2800mpa，比无碱玻璃纤维高25%左右，弹性模量86000mpa，高于E型玻璃纤维{hottag}。他们生产的玻璃钢制品主要用于军工、航天、防弹装甲和体育器材等领域。但由于价格昂贵，目前还不能在民用领域推广，世界产量约几千吨。
4、ar玻璃纤维，又称耐碱玻璃纤维，主要用于增强水泥。玻璃，又称高碱玻璃，是典型的水玻璃。由于其耐水性差，很少用于玻璃纤维的生产。
6、E-CR玻璃是一种改进的无硼无碱玻璃，用于生产耐酸耐水的玻璃纤维。其耐水性是无碱玻璃纤维的7～8倍，耐酸性远优于中碱玻璃纤维。它是专门为地下管道和储罐而研制的一种新型管道。
7、d玻璃，又称低介电玻璃，用于生产具有良好介电强度的低介电玻璃纤维。
除上述玻璃纤维成分外，近年来又出现了一种新的无碱玻璃纤维，它完全不含硼，从而减少了环境污染。然而，它的电绝缘性能和机械性能却与传统的电子玻璃相似。此外，还有一种玻璃纤维具有双重玻璃成分，已用于玻璃棉的生产，据说它有潜力用作玻璃纤维增强塑料的增强材料。除此之外，还有无氟玻璃纤维，它是为环保而开发的一种改进型无碱玻璃纤维。玻璃纤维制品
1、无捻粗纱
无捻粗纱由平行股或平行单丝组成。根据玻璃成分的不同，粗纱可分为无碱玻璃粗纱和中碱玻璃粗纱。用于生产玻璃纤维粗纱的玻璃纤维直径为12～23μM，粗纱条数为150～9600（Tex）。无捻粗纱可直接用于缠绕、拉挤等复合成型方法。由于张力均匀，也可织成粗纱织物。在某些应用中，粗纱可以进一步切割。（1）纤维增强塑料（FRP）连续切割时产生的静电较少（1）应具有良好的静电切割性能；② 经切割后的粗纱可高效地分散成原丝，即分束率高，通常需要90%以上；③短切原丝具有优良的覆模性能，能覆盖模具的各个角落；④树脂浸泡快，辊筒易压平，传动方便排除气泡；⑤前体筒体的放卷性能好，粗纱线密度均匀，适用于各种喷枪和纤维输送系统，喷射粗纱由多股长丝组成，每股含有200根玻璃纤维单丝。
（2）SMC无捻粗纱主要用于汽车零件、浴缸、水箱板、净化罐、各种座椅等的压制，SMC用粗纱应切成Lin（25mm）长，分散在树脂浆中。因此，SMC无捻粗纱的要求是：短切性能好、毛量少、抗静电性能好，切断时短切丝不会粘在切刀辊上。彩色SMC用高颜料含量的树脂糊浸泡粗纱。SMC粗纱一般为2400tex，少数情况下也使用4800 tex。
（3）无捻粗纱缠绕用于制造各种直径的玻璃钢管道和储罐。用于缠绕的无捻粗纱的数量从1200到9600不等。直接粗纱，如4800 tex，是缠绕大型管道和储罐的首选。卷绕粗纱的要求是：1）良好的条带性能和扁平的带形；2）无捻粗纱的放卷性能好，无环口和“鸟巢”缠结；3）张力均匀，无悬垂；4）线密度均匀，一般小于±7%；5）粗纱透气性好，在通过树脂罐时，容易被树脂润湿和浸泡。
（4）无捻粗纱拉挤法用于生产具有相同横截面的各种型材。其特点是玻璃纤维含量高，单向强度高。拉挤粗纱可采用多股或直接粗纱，线密度在1100～4400之间。各种性能要求与络筒粗纱基本相同。
（5）无捻粗纱的一个重要用途是编织各种厚度的棋盘格或单向粗纱织物，主要用于手工铺设玻璃钢的成型过程。粗纱的强力制造要求：①耐磨性好；②成带性能好；③织造用粗纱在织造前需进行强制干燥；④粗纱张力均匀，悬垂性达到一定标准；⑤无捻粗纱具有良好的放卷性能；无捻粗纱具有良好的透气性。
（6）粗纱预制件工艺中，将粗纱剪短喷在预定形状的网上，喷少量树脂固定形成纤维网，然后将成型的纤维网移入金属模内，将树脂注入热压成型工序，得到产品。该工艺生产的粗纱性能要求与喷气粗纱基本一致。
2、粗纱织物（方格板）
是一种粗纱平纹织物，是手工铺设玻璃钢的重要基材。方格布的强度主要体现在织物的经纬向上。对于经纬向强度要求较高的场合，也可编织成单向方格布。它可以在经纱或纬纱方向安排更多的无捻粗纱。
方格布的质量要求是：1）织物均匀，布边平整，布面平整，无污渍、起毛、起皱、起皱等现象；2）经纬密度、面积和重量、布幅、卷长符合标准；3）在牢固的纸芯上缠绕，缠绕整齐；4）树脂透气性好；5）织物层压材料的干湿态机械强度应符合要求。
方布复合材料层间剪切强度低，抗压强度和疲劳强度差。
3、玻璃毡
（1）短切毡将原玻璃（有时也有粗纱）切成50mm长，随机均匀地摊铺在网带上，然后将乳液粘合剂或粉末粘合剂涂在铺展剂上加热固化，形成短切毡。短切毡主要用于手糊、连续制板、模压和SMC工艺。对短切毡质量的要求是：1）沿宽度方向面积均匀；2）短切原丝均匀分布在毛毡表面，不形成大孔洞；3）干毡强度适中；4）树脂渗透性和渗透性好。
（2）连续原丝毡是将拉丝过程中形成的玻璃原丝或从原丝筒中释放出来的连续先驱体放入连续移动的8字形网带中，然后用粉末粘合剂粘合而成。连续玻纤毡的纤维是连续的，对复合材料的增强效果比短切毡短。主要用于拉挤、RTM、压力袋、玻璃纤维毡增强热塑性塑料（GMT）。
（3）FRP表面毡制品通常需要形成一层富树脂层，这通常是通过使用中碱玻璃纤维毡来实现的。这种毡是由中碱玻璃（c）制成的，因此它具有玻璃钢的耐化学性，特别是耐酸性。同时，由于毡薄，玻璃纤维直径小，能吸收更多的树脂形成树脂富集层，覆盖玻璃纤维增强材料（如棋盘）的颗粒，起到表面改性的作用。
（4）针刺毡分为短纤维针刺毡和连续纤维针刺毡。短切纤维针刺毡是将玻璃纤维粗纱剪成50mm的短条，随意铺在输送带上的基材上，然后用带刺的针将短纤维刺入基材中，钩针将部分纤维向上扎成立体结构。所用基材可以是玻璃纤维或其他纤维薄型织物。针毡有一种蓬松的感觉。其主要用途包括隔热隔音材料、隔热衬里材料和过滤材料。也可用于玻璃钢的生产。然而，FRP的强度较低，应用范围有限。另一种连续纤维针刺毡是将连续的玻璃丝通过抛丝装置随机抛撒在连续网带上，再由针板进行针刺，形成纤维相互连接的三维结构。该毡主要用于生产玻璃纤维增强热塑性冲压板。
（5）长度从50 mm到60 cm的短切玻璃纤维可以用缝纫机缝制成短切纤维或长纤维毡。前者在某些方面可以替代传统的用胶粘剂粘结的短切毡，后者在一定程度上可以代替连续毡。它们的共同优点是不含粘结剂，避免了生产过程中的污染，透气性好，价格低廉。
4、短切原丝和磨细纤维
（1）短切原丝分为干短切原丝和湿短切原丝。前者用于生产增强塑料，后者用于造纸。玻璃钢用短切原丝可分为两类：用于增强热固性树脂（BMC）的短切原丝和用于增强热塑性树脂的短切原丝。增强热塑性塑料短切原丝的要求是使用强度高、电绝缘性好、成束性好、流动性好、白度高的无碱玻璃纤维。增强型热固性塑料短切原丝要求具有良好的成束性能，易快速浸泡树脂，具有良好的机械强度和电学性能。
（2）磨碎纤维磨粉机或球磨机研磨短切纤维。磨细纤维主要用于增强反应注射工艺（RRIM）中的增强材料，在制造铸造产品、模具等产品时用作树脂填料，以改善表面裂纹现象，减少成型收缩，也可作为增强材料。
5、玻璃纤维织物
以下介绍用玻璃纤维纱线编织的各种玻璃纤维织物。
（1）玻璃布我国生产的玻璃布分为无碱玻璃布和中碱玻璃布，国外多为无碱玻璃布。玻璃布主要用于生产各种电气绝缘层压板、印制电路板、车体、贮罐、船、模具等；中碱玻璃布主要用于生产涂塑包装布，以及耐腐蚀场合。织物的性能由纤维性能、经纬密度、纱线结构和织构等因素决定。经纬密度由纱线的结构和质地决定。织物的物理性能，如重量、厚度和断裂强力，是由经纬密度和纱线结构的组合决定的。有五种基本纹理：平纹、斜纹、缎纹、罗纹和垫子。
（2）玻璃带玻璃带可分为织带和无纺布边（毛边带）。主要的防腐织物是平纹织物。玻璃带通常用于制造高强度、高介电性能的电气设备零件。
（3）单向织物单向织物是由粗经纱和细纬纱制成的四经或长轴断裂的缎纹织物。经纱的特点是主方向强度高。
（4）三维织物与普通织物相比，三维织物的结构特征已从一维二维发展到三维，因此具有这种增强体的复合材料具有良好的整体性和仿形性，大大提高了复合材料的层间剪切强度和损伤容限。它是根据航天、航空、兵器、船舶等部门的特殊需要而研制的。目前，它的应用已扩展到汽车、体育器材、医疗器械等部门。主要有五种类型：机织立体织物、针织立体织物、正交和非正交非织造三维织物、三维机织物和其他形式的立体织物。三维织物的形状包括块状、柱状、管状、空心截锥和变厚度截面。
（5）异形织物异形织物的形状与待加固产品的形状非常相似，因此必须在专用织机上编织。对称形状的织物包括：圆帽、圆锥形、帽形、哑铃形等，也可制成箱形、船壳等不对称形状。
（6）槽芯织物槽芯织物是由两层平行的织物层通过垂直纵筋连接而成的织物，其横截面形状可以是三角形或矩形。
（7）玻璃纤维缝纫织物，又称针织毡或机织毡，不同于一般意义上的普通织物和毡。最典型的针织物是一层经纱和一层纬纱重叠在一起，经纱和纬纱编织在一起，通过缝纫形成织物。针织品的优点是：1）可以提高玻璃钢层板在拉伸下的极限拉伸强度、脱层强度和弯曲强度；2）减轻玻璃钢制品的重量；3）使玻璃钢表面光滑；4）简化手糊操作，提高劳动生产率。这种增强材料可以代替拉挤玻璃钢和RTM中的连续股毡，也可以代替离心玻璃钢管生产中的方布。
6、复合玻璃纤维增强材料
自20世纪70年代以来，出现了几种不同的增强材料，如短切毡、连续股毡、粗纱织物和粗纱织物：
（1）短切毡+无捻粗纱织物
（2）短切毡+无捻粗纱+短切毡
（3）短切毡+连续毡+短切毡
（4）短切毡+无规粗纱
（5）短切毡或布+单向碳纤维
（6）短切原丝+面毡
（7）玻璃布+单向粗纱或玻璃棒+玻璃布