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。此时的纤维尚未遭受空气中水分的侵蚀，纤维表面微裂纹的数量和尺寸都极小，此时测得的强度较真实。表1给出了无碱、中碱2种玻璃的新生态纤维拉伸强度。

从表1中可以看出，无碱玻璃的强度高于中碱玻璃。影响玻璃强度的因素很多，主要有化学成分、纤维直径、存放时间及环境等。对

于实际生产中的玻璃纤维产品来说，其强度除与上述因素有关外还与玻璃熔化质量、成型工艺及装备、浸润剂的种类和品质有很大关系。

弹性模量和断裂伸长率也是反映材料性能的重要指标，玻璃纤维弹性模量高、伸长小、并且没有塑性伸长，这是玻璃纤维的特性。弹性模量和断裂伸长率主要取决于玻璃成分，与纤维直径关系不大。表2给出了无碱和中碱玻璃纤维的弹性模量和断裂伸长率。

1.2化学稳定性

化学稳定性是指玻璃抵抗水、酸、碱等介质侵蚀的能力。通常以受介质侵蚀前后的质量损失、析出的碱量及进入侵蚀介质中的玻璃组分、强度损失和直径减少率等指标来衡量。表3给出了无碱和中碱玻璃纤维的耐水性。它是以5000cm2表面积试样，在250ml蒸馏水中煮3h测得的结果。

表4给出了无碱和中间玻璃纤维的耐酸性。它是以5000cm2表面积试样，在0.25mol／L H2SO4溶液中煮3h测得的结果。

表5给出无碱和中碱玻璃的耐碱性试验结果。它是用相同比表面积的玻璃球进行试验，每个玻璃球质量约为309，表面积约为36cm2。碱性介质采用5％NaOH溶液，耐碱性以失重和溶出硅离子浓度进行衡量。

从表3中可以看出，无碱玻璃在水中的失重和析碱量都低于中碱玻璃，表明无碱玻璃的耐水性优于中碱玻璃。

表4显示在酸性溶液中，中碱玻璃的失重远低于无碱玻璃，说明中碱玻璃的耐酸性明显优于无碱玻璃。

从表5中可以看出无论是失重还是溶出硅离子浓度，无碱玻璃都高于中碱玻璃，可以看出中碱玻璃的耐碱性略好于无碱玻璃。