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什么是玻璃纤维?

发布时间:2013-04-09

玻璃纤维的简介

玻璃纤维
玻璃纤维

众所周知,要是长时间在玻璃纤维的范围生活着,玻璃纤维会影响着人们的身体健康。但玻璃纤维是属于一种无机非金属材料。在各个领域的发展上占了很大,相信玻璃纤维今后的发展势头也一定会更好。下面我就来为大家讲解关于玻璃纤维的内容。

玻璃纤维(英文名为:glass fiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。

玻璃纤维的主要成分

其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等,根据玻璃中碱含量的多少,可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0%~2%,属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8%~12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上,属钠钙硅酸盐玻璃)。

玻璃纤维的特点

原料及其应用:玻璃纤维比有机纤维耐温高,不燃,抗腐,隔热、隔音性好,抗拉强度高, 电绝缘性好。但性脆,耐磨性较差。工业过滤材料,防腐、 防潮、 隔热、隔音、减震材料。还可作为增强材料,用来制造增强塑料或增强橡胶,作为补强材玻璃纤维具有以下之特点,这些特点使玻璃纤维之使用远较其他 种类纤维来得广泛,发展速度亦遥遥领先其特性列举如下:

(1)拉伸强度高,伸长小(3%)。

(2)为无机纤维,具不燃性,耐化学性佳;不易燃烧,高温下可熔成玻璃状小珠。

(3)尺度安定性,耐热性均佳;弹性系数高,刚性佳。

(4)价格便宜;吸水性小。

(5)加工性佳,可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。

(6)透明可透过光线;弹性限度内伸长量大且拉伸强度高,故吸收冲击能量大。

(7)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。

玻璃纤维
玻璃纤维

玻璃纤维的分类

玻璃纤维的分类方法很多。一般可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观、生产方法及纤维 特性等方面进行分类。

一、以玻璃原料成分分类

这种分类法,主要用于连续玻璃纤维的分类。一般以不同的碱金属氧化物含量来区分,碱金 属氧化物一般指氧化钠、氧化钾。在玻璃原料中,由纯碱、芒硝、长石等物质引入。碱金属 氧化物是普通玻璃的主要组分之一, 其主要作用是降低玻璃的熔点。 但玻璃中碱金属氧化物的含量愈高,它的化学稳定性、电绝缘性能和强度都会相应降低。因此,对不同用途的玻璃纤维,要采用不同含碱量的玻璃成分。从而经常采用玻璃纤维成分的含碱量,作为区别不同用途的连续玻璃纤维的标志。

根据玻璃成分中的含碱量,可以把连续纤维分为如下几种:无碱纤维(通称E玻璃): R2O 含量小于0.8%,是一种铝硼硅酸盐成分。它的化学稳定性、 电绝缘性能、强度都很好。主要用作电绝缘材料、玻璃钢的增强材料和轮胎帘子线。中碱纤维:R2O的含量为11.9%-16.4%,是一种钠钙硅酸盐成分,因其含碱量高,不能作电绝缘材料,但其化学稳定性和强度尚好。一般作乳胶布、方格布基材、酸性过滤布、窗纱基材等,也可作对电性能和强度要求不很严格的玻璃钢增强材料。这种纤维成本较低,用途较广泛。 高碱纤维: R2O 含量等于或大于15%的玻璃成分。如采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料拉制而成的玻璃纤维,均属此类。可作蓄电瓶隔离片、管道包扎布和毡片等防水、防潮材料。特种玻璃纤维:如由纯镁铝硅三元组成的高强玻璃纤维,镁铝硅系高强高弹玻璃纤维;硅铝钙镁系耐化学腐蚀玻璃纤维;含铝纤维;高硅氧纤维;石英纤维等。

二、以单丝直径分类

玻璃纤维单丝呈圆柱形,因此它的粗细可以用直径来表示。通常根据直径范围,把拉制成型的玻璃纤维分成几种(其直径值以um为单位):

粗纤维:其单丝直径一般为30um;

初级纤维:其单丝直径大于20um;

中级纤维:单丝直径10-20um;

高级纤维:(亦称纺织纤维)其单丝直径3-10um。对于单丝直径小于4um的玻璃纤维又称为超细纤维。

单丝直径不同,不仅纤维的性能有差异,而且影响到纤维的生产工艺、产量和成本。一般5-10um的纤维作为纺织制品用,10-14um的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。

三、以纤维外观分类

玻璃纤维的外观,即其形态和长度取决于它的生产方式,又与其用途有关。可分为:连续纤维(又称纺织纤维):从理论上讲,连续纤维是无限延续的纤维,主要用漏板法拉制而成, 经纺织加工后,可以制成玻纱、绳、布、带、无捻粗纱等制品。

定长纤维:其长度有限,一般在300-500mm,但有时也可较长,如在毡片中基本上是杂乱的 长纤维。例如采用蒸汽吹拉法制成的长棉,拉断成毛纱后,长度也不过几百毫米。 其它还有棒法毛纱、一次粗纱等制品,都制成毛纱或毡片使用。 玻璃棉:也是一种定长玻璃纤维,其纤维较短,一般在150mm 以下或更短。在形态上组织蓬松,类似棉絮,故又称短棉,主要作保温、吸声等用途。此外,还有短切纤维、空心纤维、 玻璃纤维粉及磨细纤维等。

四、以纤维特性分类

这是一类为适应特殊使用要求,新发展起来的,纤维本身具有某些特殊优异性能的新型玻 璃纤维,大致可分为:高强玻璃纤维;高模量玻璃纤维;耐高温玻璃纤维;耐碱玻璃纤维; 耐酸玻璃纤维;普通玻璃纤维(指无碱及中碱玻璃纤维);光学纤维;低介电常数玻璃纤维; 导电纤维等。

玻璃纤维的应用


首先玻璃纤维与有机纤维相比,玻璃纤维耐温高、不燃、抗腐,隔热、隔音性好(特别是玻璃棉),抗拉强度高,电绝缘性好(如无碱玻璃纤维)。但缺点是性脆,耐磨性较差。

玻璃纤维主要用作电绝缘材料,工业过滤材料,防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。还可作为增强材料,用来制造增强塑料或增强橡胶、增强石膏和增强水泥等制品。用有机材料被覆玻璃纤维可提高其柔韧性,用以制成包装布、窗纱、贴墙布、覆盖布、防护服和绝电、隔音材料。

其次连续玻璃纤维是通过铂合金板以机械拉丝方法拉制的无限长的纤维,通称长纤维。定长玻璃纤维是通过辊筒或气流制成的非连续纤维,又称短纤维。借离心力或高速气流制成的细、短、絮状纤维,称为玻璃棉。玻璃纤维经加工,可制成多种形态的制品,如纱、无捻粗纱、短切原丝、布、带、毡、板、管等。

最后E级玻璃纤维使用最普遍,广泛用于电绝缘材料;S级为特殊纤维,虽然产量小,但很重要,因具有超强度,主要用于军事防御,如防弹箱等;C级比E级更具耐化学性,用于电池隔离板、化学滤毒器;A级为碱性玻璃纤维,用于生产增强材料。

终上所述,玻璃纤维的特点还不是十分的理想,玻璃纤维还是有很多缺点的,各位设计师要增强自己对玻璃纤维知识的理解和对玻璃纤维理论知识的把握,这样才能更好的设计好玻璃纤维。

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