玻璃纤维力学性能指标
玻璃纤维和聚酯纤维混凝土力学性能的研究
Cn r tn e nl y o tco c o g I sui T h o
【 章 编 号】 0 796 (0 0 0 — 110 文 10 —4 7 2 1) 50 5 -3
玻璃 纤 维 和聚 酯纤 维混 凝 土 力学 性 能 的研 究
■ 崔子丰, 王伟( 山东建筑科学研 究院,济 南 2 0 3 ) 5 0 1
材 料 , 具有 价 格便 宜 、 料 易得 、 能优 良、 备 简 它 原 性 制 单 等优 点 , 是 自身 也存 在 着 一些 缺 陷 , 但 如混 凝 土 的 白重 大 、 性 大 、 拉 强 度 低 、 脆 抗 断裂 能低 等 弱 点 限 制 了它 的应用 【 。 维增 强混 凝土 [ 混凝 土改性 的一 纤 ~ 3 ] 是 个 重 要 手 段 , 可 使 混 凝 土 的抗 拉 强度 、 形 能 力 、 它 变
17 k , 0 . J 比基 准 混 凝 土 的 8 .( 提 高 了 2 .% , 聚 酯 纤 维 4 8l 2J 1 8 而 混 凝 土 的 断 裂 能 则 达 到 了 l86 J 比 基 准 混 凝 土 提 高 了 3.k ,
5 .%。 71
水 泥 混凝 土 是 当代 广 泛应 用 的最 大 宗人 造建 筑
a . ge
结果表明 , 9 d龄期 时, 酯纤 维和玻璃 纤维水泥 混凝 土的 在 0 聚
抗 压 强度 分 别 达 到 了 5 . a和 5 . a 比 同龄 期 素 混凝 79 MP 1 MP , 3
土试样 的 4 . a 37 MP 分别提 高了 3 . 和 1.%;而劈拉 强度 25 74 分别达到 了56 MP . 5 a和 49 MP ,比 同龄期素 混凝 土试样 的 . 4 a
玻纤特性
电绝缘用玻璃纤维的特性一、电气特能电气工业中采用的是碱金属氧化物含量与0.8%的无碱铝硼硅酸盐玻璃成分。
研究表明,E玻璃纤维具有和E玻璃同样优良的介电性能。
不同的是,纤维具有很大的表面积,相应的织物具有很大的空隙率,直接使用时介电强度很小,仅与相同厚度的空气层的介电强度相当。
另一方面,由于空隙的吸附作用,使得织物的绝缘电阻对于环境相对湿度的变化十分敏感。
据报道,当相对湿度从35%增加到95%时,经脱蜡热清洗的E玻璃纤维布的体积电阻率下降了4次方,而采用憎水处理的玻璃纤维布的下降幅度则较小。
见表10-1。
因此,电绝缘用玻璃纤维布必需浸渍绝缘漆或树脂等液体绝缘材料,来填充织物中的空隙,并在织物表面形成一层连续、平整和厚薄均匀的漆膜,才能提高其防潮性能和介电强度。
尤其是湿态介电强度。
温度是影响电介质介电性能的另一个重要因素。
硅酸盐玻璃属离子导电,其绝缘电阻随温度的升高而降低,而介质损耗却随温度的升高而增大。
玻璃布的体积电阻率和介质损耗与温度的关系见表10—2。
E玻璃介电性能与温度和频率的关系见表10—3。
E玻璃纤维的介质损耗小,在交流电压作用下所产生的介质损耗也小,是一种适于在高频、高压下工作的绝缘材料。
此外,E玻璃纤维还具有良好的抗电晕、抗电弧性能。
二、力学性能(一)抗拉强度抗拉强度高,尤其是高温保留强度高,是E玻璃纤维的一个重要特性。
E玻璃纤维纱的强度与热处理温度的关系如图10-1所示。
从图中可以看出,在200℃以下时,曲线呈平缓下降,纱线的强度保留率均在80%以上。
而有机纤维在200℃以下热处理时,其强度几乎完全丧失。
因此,E玻璃纤维织物适用于制造不同耐热等级的绝缘材料,同时也是一种性能良好的补强材料。
(二)伸长率玻璃纤维是完全弹性体,其断裂伸长率为3%。
这个数值与粉云母纸断裂时的伸长率相近。
这样在玻璃粉云母带中由于玻璃布的有效补强作用,克服了粉云母纸对机械负荷敏感的弱点,从而解决了粉云母带在使用中产生的屏障性损坏的问题。
玻纤分类
一、玻璃纤维定义玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,它是以天然矿石为原料,按设计的配方进行配比后,进行高温熔制、拉丝、络纱、织布等工序最后形成各类产品。
具有强度大,弹性模量高,伸长率低,电绝缘性好、耐腐蚀等优点,通常作为复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料等,广泛应用于国民经济的各个领域。
二、玻纤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。
以玻璃原料成分分类,是目前最为通俗的一种方法,主要用于连续玻璃纤维的分类。
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,由纯碱、芒硝、长石等物质引人。
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。
中碱纤维(C玻璃):R20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。
高碱纤维:R2O含量等于或大于15%的玻璃成分。
一般采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料拉制而成。
现在国家已经禁止生产此类产品。
无碱和中碱玻璃纤两类产品的产量占目前玻纤总产量的98%以上,是用途最广泛的两类产品,在玻纤业内,玻璃纤维就泛指无碱和中碱产品,下面简要从性能、生产工艺和应用领域方面对二者做简单对比。
三、力学性能比较1 性能比较1.1力学性能玻璃纤维纱线的强度取决于单纤维的强度,单纤维的强度与其化学组成相关。
国际上都是以新生态纤维的强度来代表玻璃的强度,所谓新生态纤维是指玻璃熔体流经拉丝漏板漏嘴后刚形成的纤维。
复合材料的介绍之玻璃纤维的特性
玻璃纤维 无碱
纤维直径(μm) 5.01
拉伸强度 (MPa)
2000
有碱
4.70
1600
无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、构造键能大
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,使构造疏松,从而到达助溶的目的。
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
国内外常用玻璃纤维的成分 CaO MgO ZrO2 B2O3
16.5± 0.5
16.2± 0.5
9.5± 0.5
8.5
4.5± 0.5 4.0± 0.5
4.2± 0.5
4.2
9.0± 0.5 9.0± 0.5
3
11.3 4.4
8
14
3
6
10.3
16.0
10 2.5
Na2O K2O
<0.5
<2.0
11.5± <0.5 0.5 12
无捻粗纱
玻璃粉 短切纤维
1.2 玻璃纤维的构造与组成
1.2.1 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:
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
1.2.2 玻璃纤维的构造 网络构造假说
④ 施加负荷时间对强度的影响 玻璃纤维强度随着施加负荷时间的增长而降低 环境湿度较高时,尤其明显 原因:吸附在微裂纹中的水分,在外力作用下,使 微裂纹扩展速度加速。
(2)玻璃纤维的弹性 玻璃纤维的弹性模量:在弹性范围内应力和应变关系的比例常数 影响玻璃纤维的弹性模量的主要因素:化学组成 参加BeO、MgO能提高玻璃纤维的弹性模量
常用FRP材料技术指标
常用FRP材料技术指标FRP(纤维增强塑料)材料是一种由纤维增强树脂基体组成的复合材料,具有轻质、高强度、抗腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、化工等领域。
以下是常用FRP材料的技术指标:1.强度和刚度:FRP材料由纤维增强树脂组成,因此具有很高的强度和刚度。
常用的FRP材料有碳纤维增强树脂、玻璃纤维增强树脂等。
碳纤维增强树脂具有优异的力学性能,常用于要求高强度和刚度的领域,如航空航天。
玻璃纤维增强树脂则具有较好的韧性和抗冲击性能,常用于建筑、汽车等领域。
2.寿命:FRP材料具有较长的使用寿命。
由于其具有良好的耐腐蚀性能和抗老化性能,不易受到环境因素的影响。
此外,FRP材料还具有较好的耐候性,能够在恶劣的气候条件下使用。
3.耐腐蚀性:FRP材料具有优异的耐腐蚀性能。
由于树脂基体的选用和纤维增强材料的保护作用,FRP材料能够耐受酸、碱、盐等腐蚀性介质的侵蚀,常用于化工行业、海洋工程等腐蚀性介质较多的领域。
4.热稳定性:FRP材料具有较好的热稳定性。
在一定的温度范围内,FRP材料的力学性能和物理性能基本稳定,不易发生改变。
根据具体的应用需求,可以选择适合的树脂基体和纤维增强材料,以提高FRP材料的热稳定性。
5.断裂韧性:FRP材料具有较好的断裂韧性。
由于纤维和树脂的结合作用,FRP材料在受到外力作用时能够发生塑性变形,从而吸收冲击能量,提高结构的耐冲击性能。
6.导电性:FRP材料具有较低的导电性。
由于纤维增强材料是绝缘性材料,因此FRP材料具有较好的绝缘性能,在电气工程领域有广泛应用。
7.加工性能:FRP材料具有良好的加工性能。
可以使用常规的成型工艺,如挤出、注塑、纺丝等,生产出各种形状和尺寸的产品。
此外,FRP 材料还可以与其他材料进行组合加工,以满足具体的应用需求。
总结:常用FRP材料的技术指标包括强度和刚度、寿命、耐腐蚀性、热稳定性、断裂韧性、导电性和加工性能等。
这些指标的优劣直接影响着FRP材料在不同领域的应用范围和使用效果。
玻璃纤维的物理性能与加工工艺
玻璃纤维的物理性能和加工工艺一.物理性能1.外观特点一般天然或人造的有机纤维,其表面都有较深的皱纹。
而玻璃纤维表面呈光滑的圆柱体,其横断面几乎都是完整的圆形,宏观来看,表面光滑,所以纤维之间的抱合力非常小,不利于和树脂粘结。
由于呈圆柱体,所以玻璃纤维彼此靠近时,空隙填充的较密实。
这对提高玻璃钢制品的玻璃含量是有利的。
2.密度玻璃纤维的密度较其它有机纤维为大,但比一般金属密度要低,几乎和铝一祥。
因此在航空工业上用玻璃钢代替铝钛合金就成为可能。
玻璃纤维的密度与成分有密切的关系,一般为2.5-2.7g/cm3左右,但含有大量重金属的高弹玻璃纤维密布度可达2.9g/cm3,—般来说无碱纤维的密度比有碱纤维密度要大,见下表。
3.抗拉强度玻璃纤维的抗拉强度比同成分的玻璃高几十倍,例如有碱玻璃的抗拉强度只有40-100MPa,而用它立制的玻璃纤维强度可达2000MPa'其提高了20-50倍,4.耐磨性和耐折性玻璃纤维的耐磨性是指纤维抗摩擦的能力;玻璃纤维的耐折性是指纤维抵抗折断的能力。
玻璃纤维这两个性能都很差。
当纤维表面吸附水分后能加速微裂纹扩展,使纤维耐磨性和耐折性降低。
为了提高玻璃纤维的柔性以满足纺织工艺的要求,可以采用适当的表面处理。
如经0.2%阳离子活性剂水溶液处理后,玻璃纤维的耐磨性比未处理的高200倍,纤维的柔性一般以断裂前弯曲半径的大小表示。
弯曲半径越小,柔性越好。
如玻璃纤维直径为9pm时,其弯曲半径为0.094mm,而超细纤维直径为3.6pm时,其弯曲半径为0.038mm。
5.弹性玻璃纤维的延伸率纤维的延伸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它有机纤维的延伸率低,其伸长的程度与所施加的力成正比,直到纤维断裂为止,不存在屈服点。
负荷去掉后可以恢复原来长度,因此玻璃纤维是完全的弹性体。
6.电性能由于玻璃纤维的介电性好,耐热性良好,吸湿性小,并且不燃烧,所以无碱玻璃纤维制品在电气、电机工业中得到了广泛而有效的应用。
玻璃纤维布执行标准
玻璃纤维布执行标准玻璃纤维布是一种常见的建筑材料,也被广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶制造等领域。
为了确保玻璃纤维布的质量和性能,制定了一系列的执行标准,以便对其进行检验和评定。
本文将就玻璃纤维布的执行标准进行介绍和解析。
首先,我们需要了解玻璃纤维布的主要执行标准是什么。
根据国家标准《GB/T 21437-2008 玻璃纤维布》的规定,玻璃纤维布的执行标准主要包括了材料、外观质量、尺寸偏差、力学性能、化学性能等方面的要求。
在生产和使用玻璃纤维布时,需要严格按照这些标准进行执行,以确保产品的质量和稳定性。
其次,我们来看一下这些执行标准的具体内容。
在材料方面,玻璃纤维布应采用玻璃纤维作为原料,并经过编织而成。
在外观质量方面,玻璃纤维布应无明显的破损、污渍和其他缺陷。
在尺寸偏差方面,玻璃纤维布的长度、宽度和厚度应符合标准规定的公差范围。
在力学性能方面,玻璃纤维布应具有一定的拉伸强度、断裂强度和弯曲强度。
在化学性能方面,玻璃纤维布应具有耐碱、耐酸、耐水、耐老化等特性。
除了以上提到的主要执行标准外,还有一些其他的相关标准需要注意。
比如,在生产过程中,需要严格按照环保标准进行执行,以确保生产过程不会对环境造成污染。
同时,在产品包装和运输过程中,也需要按照相关的标准进行操作,以确保产品在运输过程中不会受到损坏。
总的来说,玻璃纤维布的执行标准是保证产品质量和性能稳定的重要依据。
只有严格按照执行标准进行生产、使用和管理,才能够确保玻璃纤维布的质量和可靠性。
因此,我们在生产和使用玻璃纤维布时,务必要严格遵守相关的执行标准,以确保产品的质量和性能达到标准要求。
玻璃纤维性能测试08级
2.7玻璃纤维的性能与结构测试2.7.1玻璃纤维线密度的测试取一定长度L 的玻璃纤维,用分析天平测量试样的质量m ,则试样的线密度为T ex =m/L×1000,取试样分别测量三次,计算其算术平均值为平均线密度。
2.7.2玻璃纤维耐酸性能的测试试验方法为失重法;试验试剂:10%硫酸溶液;试验设备:水浴锅、塑料烧杯、分析天平。
选取两组试样,对各样品进行称重,记作M1。
用两个烧杯分别取400ml ,10%硫酸溶液,做好标记后,将称好质量的玻璃纤维浸没在烧杯中,并将两个烧杯用塑料薄膜密封后放入96℃水浴锅中,分别用酸煮24、48、96小时后取出烧杯,用20%氢氧化钠溶液洗涤两个样品,对纤维表面黏附的酸液进行中和,然后用蒸馏水洗涤六次。
最后的洗涤液用pH 试纸检测,显示为中性为止。
将酸侵蚀后的样品进行烘干(100℃的烘箱中烘干5h )、冷却后称重,质量为M2。
用公式(1)计算样品失重:M%=%100221⨯-M M M (2.1) 其中: M —表示样品失重所占比例;M1—样品的初始质量,g ;M2—酸侵蚀后的样品质量,g 。
根据该公式计算的M%即样品酸侵蚀质量损失质量百分比;1-M%:表示耐酸后的样品质量保留率,以此反映耐酸性能。
2.7.3玻璃纤维耐碱性能测试采用碱溶液浸泡法研究玻璃在不同条件下的耐碱性。
选取两组试样,对各样品进行称重,记作M1。
用两个烧杯分别取400ml ,10%NaOH 溶液,做好标记后,将称好质量的玻璃纤维浸没在烧杯中,并将两个烧杯用塑料薄膜密封后放入96℃水浴锅中,分别用酸液煮24,48,96小时后取出烧杯。
将试样用夹子从上述溶液中取出,快速放1mol/L 盐酸溶液里浸泡三次,再分别用纯水洗涤三次,最后用无水乙醇漂洗,置烘箱中经110℃干燥1h ,再放置于干燥器中冷却至室温称重,记录其质量M2。
计算公式如:M%=%100221⨯-M M M (2.2) 其中: M —表示样品失重所占比例;M1—样品的初始质量,g ;M2—碱侵蚀后的样品质量,g 。
纤维力学性能研究
FRP的工程应用 的工程应用
近十年来,尤其在美国北岭地震和日本阪神大地震后, 近十年来,尤其在美国北岭地震和日本阪神大地震后, FRP材料 主要是片材 加固补强混凝土结构技术在工程 材料(主要是片材 材料 主要是片材)加固补强混凝土结构技术在工程 中得到了很好的应用。 中得到了很好的应用。随着这项技术在世界各地的推广 和发展, 材料的轻质高强、 和发展,FRP材料的轻质高强、耐腐蚀、施工性能好等 材料的轻质高强 耐腐蚀、 优越性能被工程界逐渐认可, 优越性能被工程界逐渐认可,开始以各种形式应用于各 类土木与建筑结构工程中。 类土木与建筑结构工程中。工程中利用纤维和环氧树脂 胶对结构构件进行加固处理。 胶对结构构件进行加固处理。
FRP的力学性能对比 FRP的力学性能对比
FRP的力学性能试验
• 试件的制作 • 试验过程及破坏形态 • 数据分析
FRP材性试件制作
慧鱼胶 • 试验过程及结果 • 数据分析 1.试件制作 试件制作 1:4混合 1:4混合
瑞格尔万能试验机
2.试验结果与破坏形态 试验结果与破坏形态
BFRP的材性 的材性
按材料分FRP种类示意图 按材料分FRP种类示意图 FRP
芳纶纤维AFRP(黄色 黄色) 芳纶纤维 黄色
碳纤维CFRP 碳纤维
玻璃纤维GFRP 玻璃纤维
超高分子量聚乙烯 纤维DFRP 纤维
玄武岩纤维BFRP 玄武岩纤维
玻璃钢的基本力学性能
4437阅读91回复玻璃钢实用技术-玻璃纤维的基本力学性能-技术普及贴(二) [复制链接] 上一主题 下一主题离线yltfrp锋芒初露关闭个人中心可以申请新版勋章哦立即申请知道了加关注发消息 只看楼主 倒序阅读 使用道具 0 发表于: 2011-10-16本部分设定了隐藏,您已回复过了,以下是隐藏的内容玻璃钢的基本力学性能是设计玻璃钢产品所必须掌握的基本资料,在玻璃钢材料中,玻璃纤维是承受荷载的主要成分,树脂的作用是传递应力和支撑、固定纤维,因此它的力学性能取决于纤维和树脂的力学性能,取决于它们的含量比、增强方式及这两种材料之间的界面状态。
界面状态是一个比较复杂的影响因素,它对玻璃钢性能的影响程度,目前还无法作出定量评价。
玻璃纤维的基本力学性能 如果不加特别说明,我们一般都是讨论常温和静荷载条件下纤维和树脂的力学性能,如弹性模量、强度极限等。
大家知道,平板玻璃的强度是比较低的,拉伸强度约为69兆帕(700公斤/厘米2),而玻璃纤维的实验室强度最高可达7250兆帕(74000公斤/厘米2),这是由于玻璃纤维只有很小横截面积,它存在块陷(如微裂纹)的可能性要比块体材料小得多,所以纤维在其长度方向的强度比块体材料高得多,表2-1列举了各种玻璃纤维与A3钢性能的比较,E 玻璃 纤维是无碱纤维,耐热性与电绝线性好;S 玻璃纤维是高强高弹纤维;C 玻璃纤维是中碱纤维;A 玻璃纤维是有碱纤维。
纤维的测试强度以拉断力计量,根据拉断力的大小计算拉伸强度,按照支数定义可以计算出纤维的横截面积来:各种玻璃纤维与A3钢的性能比较(表2-1)①系块玻璃测验结果1克重=支数×100×横截面积×密度横截面积=1克/支数×100×密度(厘米2)(2-1)知道了横截面积和拉断力,就可以计算捡伸强度:拉伸强度=拉断力/横截面积(2-2)纤维强度的测试要在专门的小型试验机上才能进行,如果没有这种试验机,也可以在小吨位的万能试验机上进行,这时需要将布沿经向和纬向裁成25xl100(毫米)的布条试件,只要知道编织布的并股纱的支数及25毫米宽度上股纱根数和布条试件的拉断力,就可以计算出玻璃纤维的拉伸强度。
玻璃纤维混凝土
玻璃纤维混凝土玻璃纤维混凝土是由玻璃纤维与水泥混凝土复合的材料。
主要用于制作复合外墙板(以岩棉、泡沫聚苯等作芯材)、隔墙板、阳台栏板、垃圾道和通风道、卫生盒子间等。
1.原材料及要求(1)抗碱玻璃纤维配制玻璃纤维混凝土应采用抗碱玻璃纤维,因为这种玻璃纤维中含有一定量的氧化错(ZrO2),在碱液作用下,其表面的氧化错会转化成含氢氧化错[Zr (OH)/的胶状物,并经脱水聚合在其表面,形成致密的膜层,从而减缓了水泥石液相中的氢氧化钙[Ca(OH)J对玻璃纤维的侵蚀。
其化学成分、力学性能和耐腐蚀性能分别见表1、表2、表3。
抗碱玻璃纤维化学成分表1名称化学成分(%)SiO2CaO Na2O K2O ZrO2TiO2ΛI2O3MgO Fe2O3中国错铁纤维61.0 5.0 10.4 2.6 14.5 6.0 0.3 0.25 0.2抗碱玻璃纤维力学性能表2名称单丝直径(μm)密度(g∕mm j)抗拉强度(N∕mm2)弹性模量(X10,N∕mm2)极限延伸率(%)中国铸铁纤维12~142000~2100 6.3~7.0 4.0抗碱玻璃纤维耐腐蚀性能表3玻璃纤维类别纤维经碱液侵蚀后的抗拉强度保留率(%)IoOC饱和Ca(OH)2溶液中4h 80℃合成水泥滤液^24h 抗碱66.2~88.1 54.3~84.3中碱41.5~44.3 24.6~26.4无碱29.2~35.5 25.3~32.0①合成水泥滤液成分:Ca(OH)20.48g∕LNaOH0.88g∕T.KOH3.45g∕L抗碱玻璃纤维的品种有:无捻粗砂一将30股左右的连续玻璃纤维原丝(含200根左右的单丝)不经加捻直接平行合并成卷绕成圆筒纱团。
使用时可从纱团内孔抽出粗纱并切割任意长度。
网格布一系由玻璃纤维无捻粗砂,经、纬相交编织而成的具有方形网孔的织物,根据玻璃纤维混凝土制品或构件受力状况,可织成经、纬纱粗、细不等的网格布。
常用的规格和性能见表4。
网格布规格和性能表4网格尺寸(mm) 幅宽(mm)经向纬向重量(g∕m2) 经纱密度(根/cm)承载力(N∕cm)纬纱密度(根∕m)承载力(N∕cm)5X5 850 4 324 2 151 130(2)硫铝酸盐水泥分早强型和I型低碱度两种。
各类纤维材料物理力学性能--修正
一、PE纤维PE纤维是超高分子量聚乙烯纤维(ultra-high molecular weight polyethylene fiber DOYENTRONTEX Fiber)的简称,是世界上最坚韧的纤维。
①强度达2.2~3.5Gpa,具有很好的耐疲劳性和耐摩擦性,耐冲击性能强于芳纶、碳纤维、聚酯等,仅小于尼龙,在高强纤维中,是最高的;②优良的耐化学腐蚀性和耐光性,熔点144℃;③密度较小,一般为0.97g/cm3,断裂伸长为3%~6%,国外超高分子量聚乙烯性能二、碳纤维碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料,经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90%的特种纤维。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能,是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料,同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好,因而发展很快,产量占到90%以上,成为最主要的品种。
碳纤维有如下的优良特性:①比重轻、密度小;②超高强力与模量;③纤维细而柔软;④耐磨、耐疲劳、减振吸能等物理机械性能优异;⑤耐酸、碱和盐腐蚀,可形成多孔、表面活性、吸附性强的活性碳纤维;⑥热膨胀系数小,导热率高,不出现蓄能和过热;高温下尺寸稳定性好,不燃,热分解温度800℃,极限氧指数55;⑦导电性、X射线透过性及电磁波遮蔽性良好;⑧具有润滑性,不沾润在熔融金属中,可使其复合材料磨损率降低;⑨生物相容性好,生理适应性强。
碳纤维有通用型(GP)、高强型(HT)、高模型(HM)、高强高模(HP)等多种规格,其性能指标见下表。
三、玻璃纤维玻璃纤维(英文原名为: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。
聚合物基复合材料(第二版)11081001-2第2章玻璃纤维
2.54 7.8
σ/ρ
纤维强度的Weibull分布
表2-3各国生产的高强度玻璃纤维的主要性能
种类
美 国 日本 法国 俄 罗 斯 中 国 高 中 国 高
S-2
T
R
ВМП
强2#
强4#
新生态单丝强度, 4580 Mpa
4655 4400 4500-5000 4020
4600
拉伸弹性模量, 85.6 Gpa
Glass fiber manufacture
坩埚拉丝法制备连续玻璃纤维
2.玻纤织物的制造
3 浸润剂的作用与种类
⑴作用 ① 使单丝集束,便于纺织 ② 防止原纱缠绕成卷时,相互粘结 ③ 防止纺织时,纤维表面磨损(保护作用)
⑵种类
① 纺织型浸润剂:去除处理 石蜡型浸润剂——脱蜡处理 淀粉型浸润剂(淀粉、动植物油、表面活性剂) 石蜡型浸润剂的主要组分是石蜡、凡士林、矿物油、
碱、盐、有机溶剂, 因比表面积大,比快状玻璃耐腐蚀性差, 与水反应,SiO2主链断链
与水反应,SiO2主链断链
Si O Na + H2O Si O Si + OHSi O- + H2O
Si OH + Na+ + OHSi O- + Si OH Si OH + OH-
五、玻纤纱/玻纤织物的品种与规格
二、玻纤及玻纤织物的制备
坩埚拉丝法(玻璃球法),直接熔融法(池窑法) 1.坩埚拉丝法制备连续玻璃纤维 制玻璃球——熔融——漏丝(单丝)——浸润剂集束
(原纱)——高速牵引 单丝filament,monofiber——由漏丝板拉出的单根纤维,
直径约6-8um 原纱strand——单丝集束成原纱 2.玻纤织物的制造 玻璃纤维制品生产工艺流程图 3.浸润剂size的作用与种类
各类纤维材料物理力学性能--修正
一、PE纤维PE纤维是超高分子量聚乙烯纤维(ultra—high molecular weight polyethylene fiber DOYENTRONTEX Fiber)的简称,是世界上最坚韧的纤维。
①强度达2。
2~3。
5Gpa,具有很好的耐疲劳性和耐摩擦性,耐冲击性能强于芳纶、碳纤维、聚酯等,仅小于尼龙,在高强纤维中,是最高的;②优良的耐化学腐蚀性和耐光性,熔点144℃;③密度较小,一般为0.97g/cm3,断裂伸长为3%~6%,国外超高分子量聚乙烯性能二、碳纤维碳纤维是一种以聚丙烯腈(PAN)、沥青、粘胶纤维等为原料,经预氧化、碳化、石墨化工艺而制得的含碳量大于90%的特种纤维.碳纤维具有高强度、高模量、低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、导电、导热、膨胀系数小、减震等优异性能,是航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料,同时在体育用品、交通运输、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。
PAN基碳纤维生产工艺简单、产品综合性能好,因而发展很快,产量占到90%以上,成为最主要的品种。
碳纤维有如下的优良特性:①比重轻、密度小;②超高强力与模量;③纤维细而柔软;④耐磨、耐疲劳、减振吸能等物理机械性能优异;⑤耐酸、碱和盐腐蚀,可形成多孔、表面活性、吸附性强的活性碳纤维;⑥热膨胀系数小,导热率高,不出现蓄能和过热;高温下尺寸稳定性好,不燃,热分解温度800℃,极限氧指数55;⑦导电性、X射线透过性及电磁波遮蔽性良好;⑧具有润滑性,不沾润在熔融金属中,可使其复合材料磨损率降低;⑨生物相容性好,生理适应性强。
碳纤维有通用型(GP)、高强型(HT)、高模型(HM)、高强高模(HP)等多种规格,其性能指标见下表。
三、玻璃纤维玻璃纤维(英文原名为: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。
高分子复合材料第二章玻璃纤维
(2)玻璃纤维的结构
微晶结构假说:
玻璃是由硅酸盐或二氧化硅的“微晶子”组成,在结构上是高 度变形的晶体,在“微晶子”之间由硅酸盐过冷溶液所填充。
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。
2010年我国玻纤产量超过260万吨。
玻璃纤维的发展现状
2005年以前,全球玻纤行业一直是国外垄断格局。由美国欧文 斯科宁、PPG和法国圣戈班占据60%以上的份额。
近5年来,随着中国三大厂商巨石集团、重庆国际和泰山玻纤每 年30%的持续高速产能投入,中国三强不仅垄断着国内市场,也成 为全球格局中新的寡头。
影响玻璃纤维强度的因素
a.纤维直径和长度对拉伸强度的影响 直径越细,拉伸强度越高; 随着纤维长度的增加,拉伸强度显著下降。
直径(μm) 性能
拉伸强度(MPa)
4 3000~ 3800
5 2400~ 2900
7
9
11
1750~ 2150 1250~1700 1050~1250
玻璃纤维长度(mm)
5 20 90 1560
玻玻璃璃纤 纤维维玻导呈热表璃面系光数纤滑:的0维.圆柱作体,为其横增断强面几材乎是料完整,的圆是形。树脂基复合材料的绝对主体,占应用量
的98%以上。 (2)以单丝直径分类
1、玻璃纤维拉伸强度 池窑拉丝与坩埚拉丝相比较,具有如下优点:
玻玻璃璃材 纤料维及的全玻耐球璃磨性纤玻和维耐在璃折外性电纤能场很的维差作,用制尤下造其,在玻的潮璃纤湿先维环内境驱的下离玻是子璃产纤美生维国迁外移表的而吸具附欧有水一分文定后的能斯加导速电(微性裂能O。纹w的e扩n展s。Corning)公司,
低介电玻璃纤维标准
低介电玻璃纤维标准摘要:一、低介电玻璃纤维概述1.低介电玻璃纤维的定义2.低介电玻璃纤维的特点3.低介电玻璃纤维的应用领域二、低介电玻璃纤维标准的发展1.我国低介电玻璃纤维标准的发展历程2.国际低介电玻璃纤维标准的发展趋势3.我国低介电玻璃纤维标准与国际标准的对比三、低介电玻璃纤维的主要性能指标1.介电常数2.耐热性3.力学性能4.其它性能指标四、低介电玻璃纤维的生产工艺1.原料的选择与加工2.玻璃熔制与纤维成形3.纤维后处理五、低介电玻璃纤维的市场前景与挑战1.市场需求的增长2.技术创新与产品升级3.环保与可持续发展正文:低介电玻璃纤维是一种具有低介电常数、高耐热性、良好力学性能的特种玻璃纤维。
由于其独特的性能,低介电玻璃纤维被广泛应用于通信、电子、航空航天等领域。
随着科技的快速发展,对低介电玻璃纤维的需求不断增加,推动相关标准的研究与发展。
我国低介电玻璃纤维标准经历了从无到有、逐步完善的过程。
目前,我国已经制定了一系列低介电玻璃纤维相关的国家和行业标准,为产品质量提供了保障。
与此同时,国际低介电玻璃纤维标准也在不断发展,尤其在环保和可持续发展方面提出了更高的要求。
在这方面,我国低介电玻璃纤维标准与国际标准还存在一定差距,需要继续努力提高。
低介电玻璃纤维的主要性能指标包括介电常数、耐热性、力学性能等。
其中,介电常数是衡量低介电玻璃纤维性能的关键指标,直接影响到其在通信和电子领域的应用效果。
耐热性和力学性能也是低介电玻璃纤维的重要性能指标,关系到产品在高温、高强度环境下的使用寿命和可靠性。
低介电玻璃纤维的生产工艺包括原料的选择与加工、玻璃熔制与纤维成形、纤维后处理等环节。
在生产过程中,需要严格控制各个工艺参数,确保产品质量。
随着市场需求的不断增长,低介电玻璃纤维生产厂家也在加大技术创新与产品升级的力度,以满足客户对高性能产品的需求。
总的来说,低介电玻璃纤维市场前景广阔,但同时也面临着诸多挑战。