玻璃纤维及其制品 ppt课件
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玻璃纤维
捻线、纺丝
叶 腊 石 等
高 温 熔 窑
玻 璃 溶 液
合 金 漏 板
玻 纤 原 丝 无 纺 材 料
玻 纤 布
玻纤增强沥
电子布等
粉磨均化
高温拉丝 烘干、短切、 浸润
玻 璃 钢
热塑增强
热固增强
池窑拉丝工艺优点： 温度控制合理，节约能源消耗，也使生产工艺稳定，产品产量、质量得以提高，易实现大规模化 工业生产和全自动控制技术，使劳动生产效率得以大幅度提高。因此，池窑法拉丝工艺已经成为 当前国际上的主流拉丝工艺，用这种方法生产的玻璃纤维总量约占全球总量的85%～90%。
聚乙烯醇（PVA）作为第一代成膜剂 聚乙烯醇（ ）作为第一代成膜剂，现在已经发展到聚醋酸乙烯酯（PVAc）、聚 酯树脂、环氧树脂、聚丙烯酸酯和聚氨酯类 国外多采用聚酯和环氧乙烷树脂，而国内多采用聚醋酸乙烯酯乳液和环氧树脂复合 聚醋酸乙烯酯乳液 聚醋酸乙烯酯乳液 作为成膜剂 2005年国内浸润剂需求约3万吨，2009年达到约7.5万吨
分类 无碱玻纤 玻璃） （E-玻璃） 玻璃 中碱玻纤 玻璃） （C-玻璃） 玻璃 高强度玻纤 玻纤） （S-玻纤） 玻纤 高碱玻纤 玻纤） （A-玻纤） 玻纤 电子纱 无硼无氟玻 纤 高弹性模量 玻纤 高硅氧玻纤 耐辐照玻纤 低介电玻纤 特性 良好的电气绝缘性及机械性能，耐高温，不耐酸和 强碱 耐化学性特别是耐酸性优良，电气性能差，价格低 廉 高强度、高模量，比无碱玻纤拉生强度高50% 强度差，耐水性差，耐酸性良好，成形温度低 良好的电绝缘性，抗拉强度高，尺寸稳定性、耐热 性、化学稳定性及耐燃性佳 模量高，耐酸能力强，电绝缘性好 模量高，强度高，电绝缘性好 耐900-20000高温，微孔结构可作催化剂载体 能吸收χ、ν射线和中子、耐高温、电绝缘性好 低介电常数和小介电损耗 应用举例 玻璃钢增强材料、管道、风电叶片、汽车车体、贮罐、渔船、游 艇、模具、土工格栅 耐腐蚀场合，广泛应用于石油、化工领域管道储罐及建筑、工业 设备、体育设施、酸性过滤布、窗纱基材等 军工、空间、防弹盔甲及运动器械 耐酸性的蓄电池隔板、电镀槽、硫酸厂酸雾过滤 织造电子级玻璃纤维布、编织电子套管产品、强化纸及强化带、 砂轮轴心材料、电绝缘及热绝缘材料 海洋工程、地下管道及储罐、电绝缘棒 高性能复材，耐50万伏超高电压操作杆，撑杆跳杆，跳水板 导弹、炎箭耐烧蚀部件、航天器防热层、海水淡化、高温过滤 防护服、军用装备、原子能反应堆中高温耐辐射电绝缘材料 超级计算机、高速宽频通讯设备，精细雷达天线罩
叶 腊 石 等
高 温 熔 窑
玻 璃 溶 液
合 金 漏 板
玻 纤 原 丝 无 纺 材 料
玻 纤 布
玻纤增强沥
电子布等
粉磨均化
高温拉丝 烘干、短切、 浸润
玻 璃 钢
热塑增强
热固增强
池窑拉丝工艺优点： 温度控制合理，节约能源消耗，也使生产工艺稳定，产品产量、质量得以提高，易实现大规模化 工业生产和全自动控制技术，使劳动生产效率得以大幅度提高。因此，池窑法拉丝工艺已经成为 当前国际上的主流拉丝工艺，用这种方法生产的玻璃纤维总量约占全球总量的85%～90%。
聚乙烯醇（PVA）作为第一代成膜剂 聚乙烯醇（ ）作为第一代成膜剂，现在已经发展到聚醋酸乙烯酯（PVAc）、聚 酯树脂、环氧树脂、聚丙烯酸酯和聚氨酯类 国外多采用聚酯和环氧乙烷树脂，而国内多采用聚醋酸乙烯酯乳液和环氧树脂复合 聚醋酸乙烯酯乳液 聚醋酸乙烯酯乳液 作为成膜剂 2005年国内浸润剂需求约3万吨，2009年达到约7.5万吨
分类 无碱玻纤 玻璃） （E-玻璃） 玻璃 中碱玻纤 玻璃） （C-玻璃） 玻璃 高强度玻纤 玻纤） （S-玻纤） 玻纤 高碱玻纤 玻纤） （A-玻纤） 玻纤 电子纱 无硼无氟玻 纤 高弹性模量 玻纤 高硅氧玻纤 耐辐照玻纤 低介电玻纤 特性 良好的电气绝缘性及机械性能，耐高温，不耐酸和 强碱 耐化学性特别是耐酸性优良，电气性能差，价格低 廉 高强度、高模量，比无碱玻纤拉生强度高50% 强度差，耐水性差，耐酸性良好，成形温度低 良好的电绝缘性，抗拉强度高，尺寸稳定性、耐热 性、化学稳定性及耐燃性佳 模量高，耐酸能力强，电绝缘性好 模量高，强度高，电绝缘性好 耐900-20000高温，微孔结构可作催化剂载体 能吸收χ、ν射线和中子、耐高温、电绝缘性好 低介电常数和小介电损耗 应用举例 玻璃钢增强材料、管道、风电叶片、汽车车体、贮罐、渔船、游 艇、模具、土工格栅 耐腐蚀场合，广泛应用于石油、化工领域管道储罐及建筑、工业 设备、体育设施、酸性过滤布、窗纱基材等 军工、空间、防弹盔甲及运动器械 耐酸性的蓄电池隔板、电镀槽、硫酸厂酸雾过滤 织造电子级玻璃纤维布、编织电子套管产品、强化纸及强化带、 砂轮轴心材料、电绝缘及热绝缘材料 海洋工程、地下管道及储罐、电绝缘棒 高性能复材，耐50万伏超高电压操作杆，撑杆跳杆，跳水板 导弹、炎箭耐烧蚀部件、航天器防热层、海水淡化、高温过滤 防护服、军用装备、原子能反应堆中高温耐辐射电绝缘材料 超级计算机、高速宽频通讯设备，精细雷达天线罩
(复合材料)玻璃纤维
玻璃钢使用的玻璃纤维直径5μm~20μm，其密 度较有机纤维大很多，但比一般金属密度要低。
纤维 名称
羊毛 蚕丝 棉花 人造丝
密度 1.28~ 1.30~ 1.50~ 1.50~ g/cm3 1.33 1.45 1.60 1.60
尼龙 1.14
玻璃纤维 碳纤维
无碱 有碱
1.4
2.6~ 2.4~ 2.7 2.6
• 玻璃是一种以脆闻名的物质。有趣 的是，玻璃一旦经加热，被拉制成 比头发还要细得多的玻璃纤维之后， 它就变得像合成纤维那样柔软，而 坚韧的程度甚至超过了同样粗细的 不锈钢丝！
• 我国玻纤工业起步于 1958年，当年产能500 吨，产量106吨。
• 1978年形成工业体系， 产量4.1万吨，居世界第 7位。
玻璃纤维 无碱 有碱
纤维直径(μm) 拉伸强度(MPa)
5.01
2000
4.70
1600
无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、结构键能大
氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它主要 通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而达到助溶的目的。
氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度会相应 的降低
③ 存放时间对强度的影响 玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低—纤维的老化。 原因：空气中的水分和氧气对纤维侵蚀
玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相 互连成不规则三维网络，网络间的空隙由Na、K、Ca、Mg等 阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃 性能的基础，填充的Na、Ca等阳离子称为网络改性物。
玻璃纤维结构示意图
1.2.3 玻璃纤维的化学组成
玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅(SiO2)、三 氧化二硼(B2O3)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3) 等
玻璃纤维
3％，比有机纤维低 • 弹性模量(elastic modulus)
比金属低
（2）玻璃纤维的力学性能
3）玻纤的耐磨、耐折 性能差，可采用表面处理来提高。 贮运 成型 铺糊
（3）玻璃纤维的热性能
• 耐热性较高：软化点550－580℃ • 不燃烧
（4）玻璃纤维的电性能
• 电绝缘材料：无碱玻纤 • 半导体：加入氧化铁、氧化铝、氧化铜 • 导电纤维：涂金属或石墨
5、玻璃纤维制品及规格
玻璃纤维的单丝直径与原纱号数(支数) • 从拉丝漏板的每个漏孔中拉出的细玻璃丝，
称为单纤维。 • 从坩埚漏板拉丝孔中拉出来的多根纤维浸
以浸润剂集束而成一股纤维束，称为玻璃 纤维原纱。
5、玻璃纤维制品及规格
• 玻璃纤维原纱: 表示玻璃纤维原纱精细的量 度标准有很多种，我国规定用公制号数表 示，代替以往常用的支数单位。
3、玻璃纤维性能
（1）外观和密度 • 玻璃纤维的比重比有机纤维大，比金属纤
维小，几乎与铝纤维相当。 • 其比重与玻璃的成分有密切关系，一般为
2.4~2.7左右。
（2）玻璃纤维的力学性能
1）玻璃纤维的拉伸强度 （tensile strength）
• 拉伸强度高 • 玻纤高强的原因：
微裂纹假说，有微裂纹存在，产生应力 集中。
用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、 空间、防弹盔甲及运动器械。
(4) 按纤维特性分类
2、D玻璃纤 亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好
的低介电玻璃纤维。
(4)按纤维特性分类
3、AR玻璃纤维 亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强
水泥而研制的。
(4)按纤维特性分类
4、A玻璃 亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸
玻纤，微裂纹存在的几率减小。
比金属低
（2）玻璃纤维的力学性能
3）玻纤的耐磨、耐折 性能差，可采用表面处理来提高。 贮运 成型 铺糊
（3）玻璃纤维的热性能
• 耐热性较高：软化点550－580℃ • 不燃烧
（4）玻璃纤维的电性能
• 电绝缘材料：无碱玻纤 • 半导体：加入氧化铁、氧化铝、氧化铜 • 导电纤维：涂金属或石墨
5、玻璃纤维制品及规格
玻璃纤维的单丝直径与原纱号数(支数) • 从拉丝漏板的每个漏孔中拉出的细玻璃丝，
称为单纤维。 • 从坩埚漏板拉丝孔中拉出来的多根纤维浸
以浸润剂集束而成一股纤维束，称为玻璃 纤维原纱。
5、玻璃纤维制品及规格
• 玻璃纤维原纱: 表示玻璃纤维原纱精细的量 度标准有很多种，我国规定用公制号数表 示，代替以往常用的支数单位。
3、玻璃纤维性能
（1）外观和密度 • 玻璃纤维的比重比有机纤维大，比金属纤
维小，几乎与铝纤维相当。 • 其比重与玻璃的成分有密切关系，一般为
2.4~2.7左右。
（2）玻璃纤维的力学性能
1）玻璃纤维的拉伸强度 （tensile strength）
• 拉伸强度高 • 玻纤高强的原因：
微裂纹假说，有微裂纹存在，产生应力 集中。
用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、 空间、防弹盔甲及运动器械。
(4) 按纤维特性分类
2、D玻璃纤 亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好
的低介电玻璃纤维。
(4)按纤维特性分类
3、AR玻璃纤维 亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强
水泥而研制的。
(4)按纤维特性分类
4、A玻璃 亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸
玻纤，微裂纹存在的几率减小。
第三章 玻璃纤维无纺制品生产技术
• 成网的工艺要求：
• 玻璃纤维在成网范围内分布均匀、厚薄一致。
• 成网方式：
• 机械成网、气流成网
• 机械成网简介
• 机械成网：
• 把梳理机梳出的极薄的纤维网，经铺网帘来回运动，交叉折叠成一定厚度 的纤维网。这种由专门铺网机构折叠成网的方法称为机械成网。（见图） • 机械铺网的优点是：输出纤维网的宽度可以任意调节，调节范围大。 • 机械铺网的缺点是：纤维经梳理机梳理后，纤维网中纤维呈单向平行排列， 当角度很小时，其产品的纵横向强力比相差很大，有的可达10:1，对要求 各向同性的产品很不利。
1—主轴；2—偏心轮；3—针梁；4—针板；5—针刺；6—剥网板；7—托网板
•
针刺原理示意图
• 针刺机简介
• 粘结剂施加段、加热烘干段和毡卷取段（略）
• 4、连续单丝毡成型工艺简介
•
•
连续单丝毡工艺示意图
连续单丝毡生产工艺示意图
第四节 玻璃纤维针刺毡生产技术
• 1、玻璃纤维针刺毡
• 定义：
• 玻璃纤维针刺毡是指将短切玻璃纤维，经过梳理、成网
后用刺针以机械方法使纤维之间产生相互缠结制成的毡。
• 主要用途：
• 3、玻璃纤维无纺制品的主要用途
•
•
短切毡
连续毡
•
针刺毡(返回)
第二节玻璃纤维短切原丝毡生产技术
• 1、玻璃纤维短切原丝毡
• 定义：
• 玻璃纤维短切原丝毡或简称短切毡（chopped strand mat），是指用化学粘结剂把随机分布的短切玻璃纤维原丝 （通常长度20-50mm）粘结成形的毡。
• •
1—第—撒粉器；2—振动装置；3—喷水装置；4—喷乳液装置； 5—第二撒粉器；6—乳液回收装置；7—网带；8—刷辊
• 玻璃纤维在成网范围内分布均匀、厚薄一致。
• 成网方式：
• 机械成网、气流成网
• 机械成网简介
• 机械成网：
• 把梳理机梳出的极薄的纤维网，经铺网帘来回运动，交叉折叠成一定厚度 的纤维网。这种由专门铺网机构折叠成网的方法称为机械成网。（见图） • 机械铺网的优点是：输出纤维网的宽度可以任意调节，调节范围大。 • 机械铺网的缺点是：纤维经梳理机梳理后，纤维网中纤维呈单向平行排列， 当角度很小时，其产品的纵横向强力比相差很大，有的可达10:1，对要求 各向同性的产品很不利。
1—主轴；2—偏心轮；3—针梁；4—针板；5—针刺；6—剥网板；7—托网板
•
针刺原理示意图
• 针刺机简介
• 粘结剂施加段、加热烘干段和毡卷取段（略）
• 4、连续单丝毡成型工艺简介
•
•
连续单丝毡工艺示意图
连续单丝毡生产工艺示意图
第四节 玻璃纤维针刺毡生产技术
• 1、玻璃纤维针刺毡
• 定义：
• 玻璃纤维针刺毡是指将短切玻璃纤维，经过梳理、成网
后用刺针以机械方法使纤维之间产生相互缠结制成的毡。
• 主要用途：
• 3、玻璃纤维无纺制品的主要用途
•
•
短切毡
连续毡
•
针刺毡(返回)
第二节玻璃纤维短切原丝毡生产技术
• 1、玻璃纤维短切原丝毡
• 定义：
• 玻璃纤维短切原丝毡或简称短切毡（chopped strand mat），是指用化学粘结剂把随机分布的短切玻璃纤维原丝 （通常长度20-50mm）粘结成形的毡。
• •
1—第—撒粉器；2—振动装置；3—喷水装置；4—喷乳液装置； 5—第二撒粉器；6—乳液回收装置；7—网带；8—刷辊
复合材料概论8-玻璃纤维
该工艺生产的玻璃纤维具有长度一致、直径均匀、强度高等优点，广泛应用于高 性能复合材料的生产。
表面处理工艺
表面处理工艺是对玻璃纤维进行涂层、包覆等表面改性处 理，以提高其与其他材料的粘结性能和耐腐蚀性。
常见的表面处理方法包括涂层法、偶联剂处理、表面氧化 等，可根据具体用途选择合适的表面处理方法。
03 玻璃纤维的物理和化学性 质
05 玻璃纤维复合材料的未来 发展
新材料开发
高性能玻璃纤维
随着科技的不断进步，高性能玻璃纤维材料的研究和应用将得到进一步发展，以满足更严格的工程要 求和性能标准。
功能性玻璃纤维
具有导电、导热、发光、磁性等功能的新型玻璃纤维材料将不断涌现，为各领域的应用提供更多选择 。
生产工艺改进
连续化生产技术
建筑材料替代
在某些情况下，玻璃纤维增强复合材 料可作为传统建筑材料的替代品，如 用于制作轻质墙体、楼板等。
其他领域
体育器材
玻璃纤维增强复合材料因其轻质高强、抗冲击等特性，广泛应用于制造体育器材，如高尔夫球杆、滑雪板等。
电子产品外壳
玻璃纤维增强复合材料可制成电子产品外壳，如手机、平板电脑等，具有质轻、强度高、绝缘性好等特点。
直接纱制造工艺
直接纱制造工艺是将熔融的玻璃液通 过漏板流出，经过冷却、拉丝和卷绕 等工序制成玻璃纤维纱。
该工艺的特点是流程简单、成本低， 但生产的玻璃纤维纱质量相对较低， 主要用于制作玻璃棉等低档复合材料 。
连续化制造工艺
连续化制造工艺是通过连续拉丝机将熔融的玻璃液连续不断地拉制成玻璃纤维， 并经过后处理得到连续的玻璃纤维原丝束或布。
通过改进生产工艺，实现玻璃纤维的连 续化、自动化生产，提高生产效率和产 品质量。
表面处理工艺
表面处理工艺是对玻璃纤维进行涂层、包覆等表面改性处 理，以提高其与其他材料的粘结性能和耐腐蚀性。
常见的表面处理方法包括涂层法、偶联剂处理、表面氧化 等，可根据具体用途选择合适的表面处理方法。
03 玻璃纤维的物理和化学性 质
05 玻璃纤维复合材料的未来 发展
新材料开发
高性能玻璃纤维
随着科技的不断进步，高性能玻璃纤维材料的研究和应用将得到进一步发展，以满足更严格的工程要 求和性能标准。
功能性玻璃纤维
具有导电、导热、发光、磁性等功能的新型玻璃纤维材料将不断涌现，为各领域的应用提供更多选择 。
生产工艺改进
连续化生产技术
建筑材料替代
在某些情况下，玻璃纤维增强复合材 料可作为传统建筑材料的替代品，如 用于制作轻质墙体、楼板等。
其他领域
体育器材
玻璃纤维增强复合材料因其轻质高强、抗冲击等特性，广泛应用于制造体育器材，如高尔夫球杆、滑雪板等。
电子产品外壳
玻璃纤维增强复合材料可制成电子产品外壳，如手机、平板电脑等，具有质轻、强度高、绝缘性好等特点。
直接纱制造工艺
直接纱制造工艺是将熔融的玻璃液通 过漏板流出，经过冷却、拉丝和卷绕 等工序制成玻璃纤维纱。
该工艺的特点是流程简单、成本低， 但生产的玻璃纤维纱质量相对较低， 主要用于制作玻璃棉等低档复合材料 。
连续化制造工艺
连续化制造工艺是通过连续拉丝机将熔融的玻璃液连续不断地拉制成玻璃纤维， 并经过后处理得到连续的玻璃纤维原丝束或布。
通过改进生产工艺，实现玻璃纤维的连 续化、自动化生产，提高生产效率和产 品质量。
玻璃纤维的成型资料PPT课件
璃纤维原丝。
12
池窑拉丝
连续玻璃纤维生产的 一种新工艺方法，是 将玻璃配合料投入溶 窑熔化后直接拉制成 各种支数连续玻璃纤 维
池窑拉丝法生产工艺流程见图
先根据产品所需玻璃的化学组成要求，精确 计算出各种矿物原料、化工原料的用量， 将各原料细粉称量混合后投人玻璃熔窑内， 经高温熔融制成玻璃，在熔窑料道底部装 有用铂铑合金制造的多孔漏板，当玻璃液 从漏板孔流出的时候，受到高速运转拉丝 机的牵引，同时涂覆浸润剂，制成纤维， 称原丝。
一次变量
这类变量由工艺参数来决定，它是由丝根 拉伸成纤维时的变形和应力方程边界条件 或起始条件，具体有玻璃熔体物性——化 学组成，分子结构、流变性能和其他物理 性能。
小组成员
玻璃 纤维 的成 型
玻璃纤维棒
一 玻璃纤维及其制 品的生产工艺流程
坩埚法拉丝
池窑漏板法拉丝
坩锅法拉丝工艺
生产工艺由制球和拉丝两部分 组成，整个拉丝过程中加球和 拉丝温度控制是由自动控制装 置来完成的
LOGO
如图2-5所为玻璃纤维坩埚拉丝示意图。 制好的玻璃球，经热水清洗、去污和挑选 后，装入料斗，由加球机送至坩埚内。坩 埚通过电流发热熔化玻璃球，并使坩埚内 的玻璃液保持所要求的温度和液面高度。 玻璃液借助自重，从埚身底部漏板上的漏 孔中稳定地流出，形成液滴。操作工用玻 璃棒将液滴引下成丝，集成一束，经过集 束轮（浸润槽），使丝束涂上浸润剂，绕 在高速旋转的绕丝筒上，然后将丝束放入 排线轮内，旋转的排线轮使丝束按照所要 求的卷绕结构，有规律地卷绕在绕丝筒上。 在卷绕过程中，排线轮逐渐后移，使原丝 布满丝筒。当丝筒绕满后取下，即成为玻
2 无捻粗砂中的纤维是平行排列的拉伸强度 很高，易被树酯浸透。故无捻粗砂多用于缠 绕高压容器及管道等，同时也用于拉挤成型 喷射成型等工艺中。
12
池窑拉丝
连续玻璃纤维生产的 一种新工艺方法，是 将玻璃配合料投入溶 窑熔化后直接拉制成 各种支数连续玻璃纤 维
池窑拉丝法生产工艺流程见图
先根据产品所需玻璃的化学组成要求，精确 计算出各种矿物原料、化工原料的用量， 将各原料细粉称量混合后投人玻璃熔窑内， 经高温熔融制成玻璃，在熔窑料道底部装 有用铂铑合金制造的多孔漏板，当玻璃液 从漏板孔流出的时候，受到高速运转拉丝 机的牵引，同时涂覆浸润剂，制成纤维， 称原丝。
一次变量
这类变量由工艺参数来决定，它是由丝根 拉伸成纤维时的变形和应力方程边界条件 或起始条件，具体有玻璃熔体物性——化 学组成，分子结构、流变性能和其他物理 性能。
小组成员
玻璃 纤维 的成 型
玻璃纤维棒
一 玻璃纤维及其制 品的生产工艺流程
坩埚法拉丝
池窑漏板法拉丝
坩锅法拉丝工艺
生产工艺由制球和拉丝两部分 组成，整个拉丝过程中加球和 拉丝温度控制是由自动控制装 置来完成的
LOGO
如图2-5所为玻璃纤维坩埚拉丝示意图。 制好的玻璃球，经热水清洗、去污和挑选 后，装入料斗，由加球机送至坩埚内。坩 埚通过电流发热熔化玻璃球，并使坩埚内 的玻璃液保持所要求的温度和液面高度。 玻璃液借助自重，从埚身底部漏板上的漏 孔中稳定地流出，形成液滴。操作工用玻 璃棒将液滴引下成丝，集成一束，经过集 束轮（浸润槽），使丝束涂上浸润剂，绕 在高速旋转的绕丝筒上，然后将丝束放入 排线轮内，旋转的排线轮使丝束按照所要 求的卷绕结构，有规律地卷绕在绕丝筒上。 在卷绕过程中，排线轮逐渐后移，使原丝 布满丝筒。当丝筒绕满后取下，即成为玻
2 无捻粗砂中的纤维是平行排列的拉伸强度 很高，易被树酯浸透。故无捻粗砂多用于缠 绕高压容器及管道等，同时也用于拉挤成型 喷射成型等工艺中。
玻纤板材制作工艺20页PPT
入混棉箱之前是需要经过纤维剪切机的剪切，使其成为定长并且稍分离的状态。
初始状态
纤维剪切设备
工艺初始状态
玻纤板生产工艺流程
另外一种玻纤制板方法与我们地毯的烘制工艺类似，隧道烘箱烘制半成品毡 后进行裁切。
长隧道烘箱连加热
板材定长裁切
目录
➢玻纤板生产用原料 ➢玻纤板生产工艺流程
➢玻纤板生产原理分析
Rationale analysing
公式：纤维直径=22.5*（漏板孔数/线密度）½ 。
4、浸润剂牌号：浸润剂是影响玻纤性能与强度的最关键因素。浸润剂决定了玻纤的外 在表现性能。浸润剂主要含有三大组成部分，分为偶联剂、成膜剂、助剂（抗静电剂、 润滑剂）。
玻纤板生产用原料
浸润剂是我们购买与使用玻璃纤维首先要考虑的标准。例如：缠绕用玻璃纤维，与环氧树脂结合，就应 该选择成膜剂适合与环氧树脂配合的玻璃纤维牌号。 做玻纤板用玻璃纤维主要与丙纶（PP）结合，需要使用主成膜剂与PP相结合而设计的玻璃纤维牌号。
我们就巨石集团使用在制作玻纤板工艺上应用的 玻璃纤维为例子： EDR17-2400-362B 其中EDR，代表的意思为E无碱D直接纱R（ROVING） 2400，代表意思为2400TEX。 362B，为巨石厂家牌号，其浸润剂牌号为362B， 产品主要用于制作LFT工艺的PP树脂。
关于玻纤的知识，细讲起来，涉及到玻纤行业的整体知识，就先介绍到这里吧。
玻纤板生产用原料
玻璃纤维（Fiber glass）：是由各种玻璃配方经过高温窑炉液化，并经过拉丝工艺所形成的玻璃 丝状增强材料。 玻璃纤维特性：玻璃纤维的特性：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 。
玻纤板生产用原料
玻璃纤维4大要素： 1、玻璃液成分：在拉丝过程中，玻璃液可分为无碱配方（E玻璃）、中碱配方（C玻
初始状态
纤维剪切设备
工艺初始状态
玻纤板生产工艺流程
另外一种玻纤制板方法与我们地毯的烘制工艺类似，隧道烘箱烘制半成品毡 后进行裁切。
长隧道烘箱连加热
板材定长裁切
目录
➢玻纤板生产用原料 ➢玻纤板生产工艺流程
➢玻纤板生产原理分析
Rationale analysing
公式：纤维直径=22.5*（漏板孔数/线密度）½ 。
4、浸润剂牌号：浸润剂是影响玻纤性能与强度的最关键因素。浸润剂决定了玻纤的外 在表现性能。浸润剂主要含有三大组成部分，分为偶联剂、成膜剂、助剂（抗静电剂、 润滑剂）。
玻纤板生产用原料
浸润剂是我们购买与使用玻璃纤维首先要考虑的标准。例如：缠绕用玻璃纤维，与环氧树脂结合，就应 该选择成膜剂适合与环氧树脂配合的玻璃纤维牌号。 做玻纤板用玻璃纤维主要与丙纶（PP）结合，需要使用主成膜剂与PP相结合而设计的玻璃纤维牌号。
我们就巨石集团使用在制作玻纤板工艺上应用的 玻璃纤维为例子： EDR17-2400-362B 其中EDR，代表的意思为E无碱D直接纱R（ROVING） 2400，代表意思为2400TEX。 362B，为巨石厂家牌号，其浸润剂牌号为362B， 产品主要用于制作LFT工艺的PP树脂。
关于玻纤的知识，细讲起来，涉及到玻纤行业的整体知识，就先介绍到这里吧。
玻纤板生产用原料
玻璃纤维（Fiber glass）：是由各种玻璃配方经过高温窑炉液化，并经过拉丝工艺所形成的玻璃 丝状增强材料。 玻璃纤维特性：玻璃纤维的特性：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 。
玻纤板生产用原料
玻璃纤维4大要素： 1、玻璃液成分：在拉丝过程中，玻璃液可分为无碱配方（E玻璃）、中碱配方（C玻
玻璃纤维增强塑料 PPT
既在指定方向上具备优异的 抗拉性能，又具备良好的剪切 性能。
用途 成型蒙皮，内外包边。
玻璃纤维——四轴向布
描述 四层粗纱按±45°， 0 °，
90 °方向顺序排列。 既在指定方向上具备优异的
抗拉性能，又具备良好的剪切 性能。
用途
成型阴模增强层。
玻璃纤维小结
分类：无捻粗纱，毡（表面毡、短切毡、连续 毡），缝编布（单轴向布、双轴向布、三轴向布、 多轴向布）。
主要性能参数：
玻璃纤维——无捻粗纱
线密度TEX数(g/km)
1200 TEX 2400 TEX
用途 缠绕螺纹做根端件
玻璃纤维——表面毡
描述 由细玻璃纤维丝制成，克
重在30~100 g/m2之间
用途 表面随型，提高表观质量，
用于制作阴模表面增强层。
玻璃纤维——短切毡
描述
由约50mm长的玻璃纤维丝 随机均匀铺陈在网带上制成， 克重一般要求在450 g/m2。
特点：根据不同力学性能设计要求可灵活组合。
用途：叶片制造各环节中成型玻璃钢，提供需要 的力学强度。
玻璃钢的优点
✓ 轻质 ✓ 高强 ✓ 防腐 ✓ 变形小 ✓ 隔热性能佳 ✓ 无磁性 ✓ 介电性能优良 ✓ 设计灵活性大
四、玻璃纤维增强塑料的应用
（一）、在航空、航天工业中应用
（二）、环氧复合材料在民用工业中的应用
过渡粘接性良好，具有一 定的强度。
用途 用于制作阴模表面过渡层。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
玻璃纤维——连续毡
描述 由玻璃原丝呈8字型铺敷在连续
移动网带上粘合制成，克重在 150~650 g/m2之间。
提高纤维的渗透性，有利于树 脂的浸润。
用途 成型蒙皮，内外包边。
玻璃纤维——四轴向布
描述 四层粗纱按±45°， 0 °，
90 °方向顺序排列。 既在指定方向上具备优异的
抗拉性能，又具备良好的剪切 性能。
用途
成型阴模增强层。
玻璃纤维小结
分类：无捻粗纱，毡（表面毡、短切毡、连续 毡），缝编布（单轴向布、双轴向布、三轴向布、 多轴向布）。
主要性能参数：
玻璃纤维——无捻粗纱
线密度TEX数(g/km)
1200 TEX 2400 TEX
用途 缠绕螺纹做根端件
玻璃纤维——表面毡
描述 由细玻璃纤维丝制成，克
重在30~100 g/m2之间
用途 表面随型，提高表观质量，
用于制作阴模表面增强层。
玻璃纤维——短切毡
描述
由约50mm长的玻璃纤维丝 随机均匀铺陈在网带上制成， 克重一般要求在450 g/m2。
特点：根据不同力学性能设计要求可灵活组合。
用途：叶片制造各环节中成型玻璃钢，提供需要 的力学强度。
玻璃钢的优点
✓ 轻质 ✓ 高强 ✓ 防腐 ✓ 变形小 ✓ 隔热性能佳 ✓ 无磁性 ✓ 介电性能优良 ✓ 设计灵活性大
四、玻璃纤维增强塑料的应用
（一）、在航空、航天工业中应用
（二）、环氧复合材料在民用工业中的应用
过渡粘接性良好，具有一 定的强度。
用途 用于制作阴模表面过渡层。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
玻璃纤维——连续毡
描述 由玻璃原丝呈8字型铺敷在连续
移动网带上粘合制成，克重在 150~650 g/m2之间。
提高纤维的渗透性，有利于树 脂的浸润。
玻璃纤维布简介演示文稿
整經(Warping)
➢ 玻織布是由經紗(Warp)及緯紗(Fill)所縱 橫交織而成的，因經紗的長度很長，關系 著布料的整体品質。故需就所織出布幅寬 度，將所買來的原紗重新加以密集間隔排 列，也就是重新將多卷原紗同時平行排繞 在等待織布的經軸上(Warp beam)。
➢ 緯紗則是直接繞在緯管上(Qvill or bobbin)去織布即可。
91~98%的漿料，然后再長時間低溫批處理 。
目前十四页\总数二十六页\编于三点
矽烷處理(Silane Treatment)(一)
➢ 矽烷處理：是玻璃表面的一种“偶合”性 的皮層，讓樹脂除了原來机械之料性外， 再提供一种分子級的“化學鍵接力”，在 溫度遽變下維持二者的結合強度，故又可 稱之為“附著力促進劑”(Adhesion promoter)。
➢ 此种上漿處理的張力控制要特別小心， 以防其斷裂而影響布的品質。上過漿的 經紗還要通過一個擠輪(Nip Roll)把多 余的漿料擠掉，然后再通過熱蒸气的烘 干后，即可進行綜框的操作(Entering)。
目前十页\总数二十六页\编于三点
綜紗(Entering)、上緯紗(Bobbin)
➢ 綜紗：此一動作是把每支經紗都穿入帶 頭的鋼扣中，使能在織布机內(Loom)進 行上下提動。
目前二十一页\总数二十六页\编于三点
IPC-EG-140關于扁平布(MS型電子級 玻纖布)規格
MS型玻布 型號
2116aMS 2319MS 1086MS 1084MS 1067MS 1037MS
單位面 公稱厚 積質量 度(mm) (g/m^2)
0.093 104
0.083
94
0.054
54
0.05
玻璃纤维布简介演示文稿
玻璃纤维
7.5.2玻璃纤维表面处理剂 1、定义：就是用以增加玻璃纤维与树脂界面之间粘结力的一种化学物 质。 2、作用： （1）增强纤维与树脂间的粘结，提高了玻璃钢的性能。 （2）防止水或其他介质的渗入，改善了树脂-纤维界面的状态。 （3）改善耐候性、耐介质腐蚀性等。 3、界面理论 界面理论认为，玻璃钢的性能除了决定于所选用的增强材料与合成树脂 的性能外，在很大程度上还决定于二者的界面结合情况。主要有偶联理 论、化学处理膜理论、物理吸附理论、表面浸润理论和摩擦理论等。 比较好的是偶联理论。这种理论认为，从化学结构看，处理剂分子中都 含有两类性质不同的基团，一部分基团能与玻璃纤维表面的Si-OH起化 学反应形成化学键，另一部分基团能与树脂起反应形成化学键，这样通 过偶联剂作用，树脂和纤维以化学键偶联起来，获得来良好的粘结。这 也是把处理剂称为偶联剂的原因。对聚酯玻璃钢一般选用含双键能与树 脂共聚的处理剂，对环氧或酚醛玻璃钢一般选含胺基、环氧基或-SH处 理剂。举例：用KH-550，即γ-胺基丙基三乙氧基硅烷作偶联剂，玻纤增 强环氧树脂。
2、增强型浸润剂：是专门为了生产增强用玻璃纤维位发展起来的。它 除了能满足纤维生产工艺要求外，还要满足纤维制品加工及纤维复合材 料成型过程中的多方面要求，更主要的是改善树脂对纤维的润湿性，提 高树脂与纤维的粘结力。 主要成分及作用： 成膜剂：有机聚合物，如水溶性聚酯、环氧化物等。它们能在加工过程 中保护纤维，并把单丝键合成纺丝股。 中间粘合剂（偶联剂）：是增强型浸润剂的特征成分，主要使用的是硅 烷偶联剂，如三乙氧基硅烷，提高了玻璃纤维增强聚合物的机械强度。 因为它们在玻璃纤维的表面含氧基团与聚合物基质之间形成了化学键。 润滑剂：如脂肪酸、石蜡、凡士林等，降低纤维的摩擦损伤，使其易加 工。 乳化剂：各种阳离子或非离子型表面活性剂。改善纤维的润湿性、浸透 性，有些能增加抗静电性。 增强型浸润剂在一定程度上能满足拉丝工艺要求，对树脂和纤维粘结的 影响不大，因此，在玻璃钢成型时可不必除去，直接使用。
玻璃纤维
拉伸强度：玻璃纤维具有完美的微观结构,较少的
缺陷使其具有极高的抗拉强度"表1.4给出了各种 材料的拉伸强度,从中可以看出玻璃纤维的抗拉强 度是天然纤维或其它人造纤维的5一10倍,与碳纤 维相当,达到4000MPa"不同玻璃成分制成的原丝拉 伸强度差异也很大,见表1.5
弹性模量：E玻璃纤维的弹性伸长率很低,从
纤维与其它有机纤维的差异
密度：玻璃纤维的密度一般在2.50一 2.709/cm3之间,主要取决于玻璃成分"玻璃纤 维密度要比同成分的块状玻璃低,这是由于玻 璃纤维保留了高温玻璃液的结构状态,而块状 玻璃纤维在冷却退火的过程中,分子排列趋向 密实" 断裂强度：由于纤维都是以纤维集束的形式 存在,其断裂强度不仅与纤维原丝的性能有关, 还与浸润剂的含量和浸润剂的均匀程度有关 "同时纤维的直径越细纤维的强度越高
短切玻璃纤维
玻璃纤维增强热塑性复合材料根据玻璃纤维增 强方式的不同, 分短玻纤( SFT ) 、长玻纤( LFT) 和 玻璃纤维毡( GMT ) 增强三种类型。SFT是玻纤增 强热塑性复合材料的主要品种, 但是短纤维增强 复合材料不适用于对材料性能要求更高的场合。
短切玻璃纤维又称玻璃纤维短切原丝。 短切玻璃纤维：采用特制的浸润剂拉制 的原丝，经由湿法在线短切而成。
Байду номын сангаас
玻璃纤维短切原丝具有广泛的用途,可作为热 塑性塑料的增强材料,制造屋面毡(或薄毡),制造 团状模塑材(DMC),其增强材料在汽车!建筑!航 空!日常用品等许多领域有着广泛的应用〕,在 中国高速的城市化进程中有着广阔的市场前景
特性分析
玻璃纤维具有高强低伸，易弯曲脆断等特性，在加 工过程中其纱线容易受到拉伸，弯曲，摩擦等外力 作用而导致损伤,出现毛丝，断头等问题，严重影响 加工和使用件。 物理性能:包括:线密度，含水率，可燃物含量， 断裂强度，硬挺度等指标 外观特性:玻璃纤维外表呈光滑的圆柱状,其截面 呈完整的圆形这是由于纤维成型过程中,熔融玻璃 被牵引和冷却成固态的纤维前,在表面张力的作用 下收缩成表面积最小的圆形所致,不同于有机纤维 表面具有较深的皱纹且呈现非圆截面
第7章玻璃纤维及制品
1.4 玻璃纤维的电性能
在外电场作用下，玻璃纤维内的离子产生迁移而导电。 玻璃纤维的导电主要取决于化学组成、温度和湿度。 无碱纤维电绝缘性能比有碱纤维优越得多，这主要是因为 无碱纤维中金属离子少的缘故。空气湿度对玻璃纤维的电 阻率的影响很大，湿度增加，电阻率下降。 在玻璃纤维组成中，加入大量的氧化铁、氧化铝、氧化铜 或氧化钒，会使纤维具有半导体性能。在玻墒纤维上涂敷 金属或石墨，能获得导电纤维。
⑵玻璃纤维的弹性
①玻璃纤维的延伸率 纤维的延伸率(又称断裂伸长率)是指纤维在外力作用下直至拉断时的伸长 百分率。玻璃纤维的延伸率比其他有机纤维的延伸率低(表7)，一般为3％ 左右。
纤维种类 无碱纤维（E） 有碱纤维（A） 棉纤维 羊毛纤维 弹性模量 72000 66000 10000～12000 6000 延伸率（%） 3.0 2.7 7.8 25 ～35
加入氧化钙、三氧化二铝，能在一定条件下构成玻璃网络 的一部分，改善玻璃的某些性质和工艺性能。用氧化钙取 代二氧化硅，可降低拉丝温度。
加入三氧化二铝可提高耐水性。
总之，玻璃纤维化学成分的制定一方面要满足玻璃纤维物 理和化学性能的要求，具有良好的化学稳定性；另一方面 要满足制造工艺的要求。如合适的成型温度、硬化速度及 粘度范围等。 国内外常用的玻璃纤维成分见表1。
2 以单丝直径分类 以直径的不同可以分为:
粗纤维：30μ m； 初级纤维：20μ m； 中级纤维：10～20μ m； 高级纤维：3～10μ m (亦称纺织纤维) 超细纤维：单丝直径小干4μ m的玻璃纤维。 l0～14μ m的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维 毡等。
3 以纤维外观分类
有连续纤维、短切纤维、空心玻璃纤维、玻璃粉及磨细纤 维等。
表9 几种物质的导热系数
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加入氧化钙、三氧化二铝能在一定条件下构成 玻璃网络的一部分，改善玻璃的某些性质和工艺性。
玻璃纤维化学成分的制定一方面要满足玻璃纤 维物理和化学性能的要求，具有良好的化学稳定性； 另一方面要满足制造工艺的要求，如合适的成型温 度、硬化速度及粘度范围。
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玻璃 纤维 种类
SiO2
间的空隙由Na、K、Ca、Mg等阳离子所填
充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定
玻璃性能的基础，填充的Na、Ca等阳离子称
为网络改性pp物t课。件
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玻璃纤维结构示意图
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7.2.3 玻璃纤维的化学组成
玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅(SiO2)、 三氧化二硼(B2O3)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝 (Al2O3)等
– 7.3.1 玻璃纤维的物理性能
– 7.3.2 玻璃纤维的物理性能
• 7.4 玻璃纤维及其制品
– 7.4.1 玻璃纤维及其制品的生产工艺
– 7.4.2 玻璃纤维纱pp的t课规件格及性能
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• 玻璃是一种以脆闻名的物质。有趣的 是，玻璃一旦经加热，被拉制成比头
发还要细得多的玻璃纤维之后，它就
变得像合成纤维那样柔软，而坚韧的 程度甚至超过了同样粗细的不锈钢丝！
以二氧化硅为主的称为硅酸盐玻璃； 以三氧化二硼为主的称为硼酸盐玻璃。 氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它可 以降低玻璃的熔化温度和粘度，使玻璃溶液中的气泡容 易排除，它主要通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而 达到助溶的目的。 氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度、电 绝缘性和化学稳定性会相应的降低
2. 直径越来越粗，纤维直径为14~24μm，甚至达到 27μm
3. 大量生产无碱玻纤，无纺织玻璃纤维织物
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4. 无捻粗纱的短切纤维毡片所占比例增加，偶 联剂的品种不断增加 5. 重视纤维－树脂界面的研究，玻璃纤维的前 处理受到普遍重视
国内玻璃纤维特点：
较国外起步较晚，中碱玻璃纤维仍然占大多 数，正向粗纤维方向发展，池窑拉丝工艺正在推 广，新型偶联剂不断出现，改善了纤维－树脂界 面，重视纤维-树脂界面的研究。
中碱玻璃纤维：碱金属氧化物含量为11.5％－12.5％；
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
镁系耐化学介质腐蚀玻璃纤维；含铅纤维；高硅
氧纤维；石英纤维等p。pt课件
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(2) 以单丝直径分类
玻璃纤维单丝呈圆柱形，以其直径的不同可以分 成几种：
粗纤维： 30μm；初级纤维：20μm 中级纤维：10μm～20μm； 高级纤维：3μm～10μm(亦称纺织纤维)； 超细纤维：单丝直径小于4μm。
第三篇 复合材料增强材料
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增强材料：在复合材料中，能提高基体材料机械强度、 弹性模量等力学性能的材料。
增强材料不仅能提高复合材料的强度和弹性模量，而且 能降低收缩率，提高热变形温度，并在热、电、磁等方面赋 予复合材料新的性能
增强材料种类 物理形态：纤维状、片状、颗粒状增强材料等
玻璃纤维、碳纤维
由熔融态过冷时因粘度增加而具有固体物理机 械性能的无定形物体，各向同性的均质材料。
•特点：没有固定的熔点
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7.2.2 玻璃纤维的结构 微晶结构假说：
玻璃是由硅酸块或二氧化硅的“微晶子” 组成，在“微晶子”之间由硅酸块过冷 溶液所填充。
网络结构假说
玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或
硼氧三面体相互连成不规则三维网络，网络
单丝直径的不同，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
5μm－10μm纤维作为纺织制品用；10μm－14μm
的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等
较为适宜。
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(3) 以纤维外观分类
有连续纤维，其中有无捻粗纱及有捻粗纱 (用于纺织)；短切纤维；空心玻璃纤维；玻璃 粉及磨细纤维等。
玻璃纤维有啥用处呢？
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• 玻璃绳 • 玻璃布 • 绝缘材料 • 玻璃纤维复合材料 • 玻璃棉 • 纤维内窥镜 • 光导纤维
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• 用于内窥镜的照明、冷光传导 单丝直径35微米,通光口径1---30 mm,保护层为不锈钢金 属软管+硅胶管
• 透光率高，柔软性好 ppt课件
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• 纤维光缆的结 构和单个的纤 维。注意光缆 的横切面至少 30％被低折射 指数的金属包 层和非传导性 填充材料所占 据。
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工业内窥镜
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7.1.1 玻璃纤维的发展状况
玻璃纤维是复合材料中使用量最大的一种增强材料。
国外玻璃纤维特点：
1. 技术上先进，普遍采用池窑拉丝技术，发展多排 多孔拉丝工艺
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7.1.2 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、纤维外观及纤 维特性等方面进行分类。
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(1) 以玻璃原料成分分类
这种分类方法主要用于连续玻璃纤维的分类。 一般以不同的含碱量来区分：
无碱玻璃纤维(通称E玻璃)： 国内目前规定碱金属氧化物含量不大于0.5％，国 外一般为1％左右；
Al2O3
国内外常用玻璃纤维的成分 CaO MgO ZrO2 B2O3
无碱1# 54.1± 15.0± 16.5± 4.5± 0.7 0.5 0.5 0.5
与石墨纤维、硼纤
维、芳纶纤维等
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7 玻璃纤维及其制品
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本节主要内容
• 7.1 概述
– 7.1.1 玻璃纤维的发展状况
– 7.1.2 玻璃纤维的分类
• 7.2 玻璃纤维的结构与组成
– 7.2.1 玻璃纤维的物态
– 7.2.2 玻璃纤维的结构
– 7.2.3 玻璃纤维的化学组成
• 7.3 玻璃纤维的性能
(4) 以纤维特性分类 以纤维本身具有的性能可分为：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)。
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无捻粗纱
玻璃粉
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短切纤维
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7.2 玻璃纤维的结构与组成
7.2.1 玻璃纤维的物态
•玻璃纤维是纤维状的玻璃。 •玻璃是无色透明具有光泽的脆性固体。 •定义：