玻璃纤维无碱和中碱的区别
玻璃纤维种类以及生产工艺
玻璃纤维种类以及生产工艺一、玻璃纤维的种类1、无碱玻璃纤维,在国外为通用玻璃纤维,占产量的90%以上,在国内也是应用最多的类型之一。
①无碱玻璃纤维抗拉强度比钢丝还高,与金属材料相比重量较轻,与金属铝相当;②抗疲劳强度高,对于需要经受冲击负荷的结构材料而言非常重要;③优异的电性能,介电常数低;尺寸稳定性好,在最大应力条件下,伸长率仅3%-4%;④耐高温;⑤化学稳定性好,耐候性好,导热系数低,用作电绝缘材料时能迅速散热;⑥几乎不吸水,遇火不燃烧、不冒烟。
2、中碱玻璃纤维,与无碱玻璃纤维相比强度较低,在无关性能要求的应用领域中,也是一种良好的工业材料和增强材料,在我国连续玻璃纤维纺织制品中仍然是用量最大的玻璃纤维类型。
①中碱玻璃纤维不宜用于电绝缘方面;②化学稳定良好,耐酸性优于无碱玻璃纤维;③价格比无碱玻璃纤维低。
3、高碱玻璃纤维,力学性能远低于无碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维,而且不耐水侵蚀,在大气的水分侵蚀下,制品会很快变脆,因丧失强度而失去使用价值。
它是我国玻纤工业早期产品,现已趋于淘汰。
4、高强玻璃纤维,是力学性能比无碱玻璃纤维更好的特种用途玻璃纤维之一,生产成本高,目前用于国防军工、航空、体育、交通、电力等有特殊要求的领域。
①抗拉强度比无碱玻璃纤维高30%,比强度高35%,弹性模量高15%,比模量高19%。
②用其制成的玻璃钢制品的抗拉强度比同类无碱玻璃钢制品高30%,弯曲强度高20%,剪切强度相当。
③可提升部件性能,减轻部件重量,节省燃料。
5、高模量玻璃纤维,弹性模量约为无碱玻璃纤维制品高25%,抗拉强度高23%;比模量和比强度都很高,电绝缘性能好。
生产成本高,目前用于国防军工、航空、体育、交通、电力等有特殊要求的领域。
6、耐磨玻璃纤维,用作各种水泥制品的新型增强材料,用其制作的水泥制品具有轻质、高强、耐冲击的优点。
①比无碱玻璃纤维更优良的电性能,介电系数低,介电损耗小;②密度低,适用于制作雷达天线罩。
无碱玻纤和中碱玻纤的区别
提到无碱玻纤和中碱玻纤的区别,从名称的一字之差就可以知道大概的区别。
但是如果再具体的差别,大家或许说不上来,现在就为大家介绍下中、无碱玻璃纤维纱在质量及技术要求的差别。
中、无碱玻璃纤维纱的外观、水分,碱金属氧化物,浸润剂含量,规格及物理机械性能基本参照国家建材行业GB/T18369-2001有关,无碱玻璃纤维无捻粗纱和短切纱质量标准而制订生产。
它们具体在质量上区别有:1、玻璃成分:无碱无捻纱采用钠钙哇酸盐玻璃成分;无碱无捻纱金属氧化物的含量不大于0.8%2、玻璃成分:中碱无捻纱采用钠钙哇酸盐玻璃成分,中碱无捻纱的碱金属含量为6%。
3、浸润剂含量为0.5~2%或由供需双方协商决定.4、卷装22kg左右、7kg左右,外观疵点允许范围和外观分等、见附表,短切纱尺寸由供需双方协定。
其次,中、无碱玻璃纤维纱在性能技术要求上的区别如下表格展示:中、无碱玻璃纤维纱以玻璃球为基材,经高新技术化学配方除理后拉制而成,其特点抗拉强度高,有很好的耐热性和吸湿性,化学稳定性,该产品是弹性体,比重轻易加工,收缩率低,广泛用于建材,玻璃钢、环保、机械、机电、电子、纺织、轻工、化工、仪表、汽车、柴油机、水箱罩壳、真空泵叶、电缆料等原材料不可缺少,使用产品能明显降低生产成本和提高产品质量。
芜湖白云玻纤有限公司是一家专业从事玻璃纤维及其制品研发、生产、销售的公司,主要生产高、中、无碱玻璃纤维及其制品,产品函盖中、无碱玻璃纤维无捻粗纱、短切原丝、短切毡、电子级玻纤纱和玻纤布、缠绕纱、拉挤纱、喷射纱、SMC、等各种规格不同种类的产品。
其中特别注重对改性塑料增强产品的研发与升级。
白云推行“品牌+服务”经营战略,内抓管理外塑形象,本着“细木实‘芯’,鹰冠精品”的经营理念,努力创造出更加辉煌的业绩,为顾客、社会作出更大的贡献。
中碱,无碱玻璃纤维网布研究
中碱,无碱玻璃纤维网布研究
依据增强型网格布的现状,无碱玻璃纤维制网格布造成本高于中碱。
因此在我国目前主要是采用中碱玻璃纤维作为主材料,再在表面涂覆不同的聚合物乳液。
因此中碱玻纤网格布要比耐碱玻纤网格布融化温度要低,在1350℃~1400℃左右,生产成本也较低(以庞明网格布为例,市面上中碱,无碱玻璃纤维网布比耐碱玻纤网格布每平米低大约0.8元)如果严格控制耐碱涂覆材料和生产技术。
在标准的环境中其耐碱保留率也可以达到50%,耐久年限预测为25年。
但在生产和使用过程中如果出现下列情况,其耐久年限就会缩短。
1、在玻璃纤维拉丝过程中浸润剂使用出现问题。
企业为降低生产成本使用石蜡浸润剂,不添加偶联剂,会导致网格布在涂覆耐碱聚合物成膜后,形成玻纤材料和膜的介面分层,短时期内它不会影响拉抗强度和耐碱性。
上墙后由于力的作用是多方向的,会很容易破坏其交接点,玻纤材料很快就会被墙体碱性物质蚀。
2、涂覆材料选择不当。
如果网格布涂覆材料与抹面砂浆亲合性太差,会导致整个防护层整体抗冲击能力下降,就不能起到约束应力释放的作用。
目前增强网
格布所用的涂覆材料种类繁多,国内大多都使用“丙稀酸+纯丙乳液”、“醋酸乳液+聚乙稀纯”或PVC乳液。
后者的初始强度基本都能满足标准的要求。
但其拉拔强度和耐碱保留率都相当低。
3、因无碱,中碱,高碱玻纤自身耐碱性很差,如果涂覆量,塑化温度和塑化时间控制不当或者是由运输,施工导致耐碱涂覆层膜的受损。
会影响和制约其耐久性能和使用年限,从而对其安全性能造成比较大的风险。
玻璃纤维的性能
玻璃纤维的拉伸强度和长度有关
玻璃纤维长度 (mm)
5
纤维直径(μm) 平均拉伸强度 (MPa)
13
1500
20
12.5
1210
90
12.7
360
1560
13
720
化学组成对强度的影响
一般是含碱量越高,强度越低。无碱玻璃纤 维比有碱纤维的拉伸强度高20%
玻璃纤维 纤维直径 拉伸强度 (μm) (MPa)
玻璃纤维的电性能
大部分玻璃纤维同玻璃一样,在外电场作 用下,由于玻璃纤维内的离子产生迁移而 导电主要取决与化学组成、温度和湿度。 优越的多无碱纤维电绝缘体比有碱纤维优 越的多,这主要是因为无碱纤维重金属离 子少的缘故。碱金属离子越多,电绝缘性 能越差。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。
玻璃纤维的 性能
制作人 材专0801 陈晓亭
玻璃纤维的物理性能
外观和密度 一般天然或者人造的有机纤维,其表面都有
较深的皱纹。而玻璃纤维呈表面光滑的圆 柱体,其横断面几乎都是完整的圆形。宏 观看来,表面光滑,所以纤维之间的抱合 力非常小,不利于和树脂粘接。 玻璃钢使用的玻璃纤维直径一般为5~20μm, 密度和铝几乎一样。此外,一般无碱纤维 比有碱纤维密度维种类
密度(g/ cm3)
E- 玻璃纤维 2.54
拉伸强度 (MPa)
3500
弹性模量 (GPa)
72
S-玻璃纤维 2.44
4700
87
M-玻璃纤维 2.89
3700
118
三、玻璃纤维的耐磨性和耐折性
玻璃纤维的耐磨性是指纤维抵抗摩擦的能力
玻璃纤维的耐折性是指纤维抵抗折断的能力
玻璃纤维的成分及性能
玻璃纤维的成分及性能集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-◆玻璃纤维的成分及性能生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。
目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下:1、E-玻璃亦称无碱玻璃,系一种硼硅酸盐玻璃。
目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分,具有良好的电气绝缘性及机械性能,广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维,也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维,它的缺点是易被无机酸侵蚀,故不适于用在酸性环境。
2、C-玻璃亦称中碱玻璃,其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃,但电气性能差,机械强度低于无碱玻璃纤维10%~20%,通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼,而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。
在国外,中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品,如用于生产玻璃纤维表面毡等,也用于增强沥青屋面材料,但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60%),广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物,包扎织物等的生产,因为其人格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。
3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量,它的单纤维抗拉强度为2800MPa,比无碱玻纤抗拉强度高25%左右,弹性模量86000MPa,比E-玻璃纤维的强度高。
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。
但是由于价格昂贵,目前在民用方面还不能得到推广,全世界产量也就几千吨左右。
4、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。
耐碱玻璃纤维,又称AR玻璃纤维,英文:alKali-resistantglassfibre,主要用于玻璃纤维增强(水泥)混凝土(简称GRC)的肋筋材料,是100%无机纤维,在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。
它的特点是耐碱性好,能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀,握裹力强,弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高,不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强,抗裂、抗渗性能卓越,具有可设计性强,易成型等特点,是广泛应用在高性能增强(水泥)混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。
玻纤的判断
玻璃纤维纱的优劣识别
玻璃纤维系以玻璃为原料,在熔融状态下用各种不同的成型方法加工而成。
一般分为连续玻璃纤维和不连续玻璃纤维。
而市场上比较多的为连续玻璃纤维。
按我国现行标准生产的连续玻璃纤维主要有两种产品。
一种是中碱玻璃纤维,代号为C;一种是无碱玻璃纤维,代号为E。
它们之间的主要区别为碱金属氧化物的含量。
中碱玻璃纤维为(12±0.5)%,无碱玻璃纤维为<0.5%。
市场上还有一种玻璃纤维为非标准产品。
一般俗称为高碱玻璃纤维。
其碱金属氧化物含量均在14%以上。
生产原料为破碎的平板玻璃或玻璃瓶。
这种玻璃纤维耐水性差,机械强度低,电绝缘性低,为国家规定不允许生产产品。
中碱、无碱玻璃纤维与高碱玻璃纤维的简易区分方法为,用手扯拉单根纤维纱,一般无碱玻璃纤维机械强度高,不易拉断,中碱玻璃纤维次之,而高碱玻璃纤维轻轻地拉即断。
用肉眼观察,无碱、中碱玻璃纤维纱一般无毛纱现象,而高碱玻璃纤维纱毛纱现象特别严重,许多断裂的单丝刺出纱支。
一般合格的中碱、无碱玻璃纤维纱产品,都必须紧密缠绕在纱管上,每个纱管上都标有号数、股数和等级,包装箱内应有产品检验证。
产品检验证内容包括:
1.生产厂名称;
2.制品的代号和等级;
3.本标准编号;
4.加盖质检专用章;
5.净重;
6.包装箱上应有厂名、制品代号和等级、标准编号、净重、生产日期及批号等。
玻璃纤维无碱和中碱的区别
玻璃纤维无碱和中碱的区别令狐采学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。
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。
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。
玻璃纤维成份和性能
玻璃纤维行业基本概念:玻璃纤维成份和性能生产玻璃纤维的基本原料是:石英砂、腊石、石灰石、白云石,为了熔化以上物质,还要加入硼酸和萤石作助熔剂。
玻璃纤维按所含Na2O成分的多少分三类:无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维。
无碱玻璃纤维中含有SiO2 55~57%,Al2O3 10~17%,CaO 12~25%,MgO 0~8%,B2O3 8.5%,Na2O 0.5%。
中碱玻璃纤维Na2O含量为12%,高碱玻璃纤维Na2O含量为15%,其它成分一样,含量稍微变动。
从性能上看,无碱、中碱、高碱玻璃纤维其强度依次降低、耐久性依次变差、绝缘性依次减弱,只是耐酸性依次增强。
无碱玻璃纤维多用于增强和绝缘材料,高碱玻璃纤维多用于稀酸环境,如蓄电池隔板、电镀槽、酸贮罐、酸过滤材料等,中碱玻璃纤维因价格优势在中国得到普遍使用。
玻璃纤维与金属相比具有高强度、耐腐蚀、透光性和绝缘性好等特点。
玻璃纤维生产工艺生产玻璃纤维常用的方法有两种:池窑法直接拉丝、球法坩锅拉丝.池窑法直接拉丝是将矿物原料磨细配制送入单元窑,用重油燃烧加热熔化物料后直接拉丝,具有产量大、质量稳、能耗低的特点,球法坩锅拉丝是从市场上购进玻璃球然后再通过电加热熔化拉丝,所用坩锅有陶土坩锅、全铂坩锅、代铂坩锅之分,前者只能用平板碎玻璃生产高碱玻璃纤维,全铂坩锅能耐高温且能制出干净纯净玻璃纤维,但单炉需铂铑合金3~4公斤,造价昂贵,现在主要用代铂坩锅,即熔化部分为耐高温陶土材料,拉丝漏板用铂銠合金材料,单炉用贵金属0.6 公斤既可,节省造价,但质量不如全铂坩锅,适合我国.球法坩锅拉丝所用漏板为50~800孔,单丝直径在9微米以下,一般需经过加捻纺织后制成各种玻璃纤维制品,此法能耗大、质量不稳定,但非常灵活,可补充池窑拉丝的一切空白.池窑拉丝用漏板为800~4000孔,单丝直径在11微米以上.单丝用浸润剂涂油保护后集束成原丝,如果用于增强塑料则必需涂覆偶联剂。
关于玻璃纤维一些你不知道的技术参数
【玻纤】关于玻璃纤维一些你不知道的技术参数碱含量在日常生产中大家都知道玻璃纤维有分无碱和中碱,但是如何划定的呢,相信很多朋友却并不是很清楚。
这里就关系到一个碱含量的问题,主要是指碱金属氧化物的含量。
按碱含量不同,玻璃纤维主要分为三种:①无碱玻璃纤维(氧化钠0%~2%,属铝硼硅酸盐玻璃)②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)③高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上,属钠钙硅酸盐玻璃)可见大家常说的无碱并不是真的无碱,只是碱金属含量低于2%。
一般应用于复合材料上的主要是无碱和中碱玻璃纤维。
下面来看看无碱玻纤和中碱玻纤性能上的一些对比:成本力学性能化学稳定性耐水耐酸耐碱无碱高于中碱无碱优于中碱无碱优于中碱中碱明显优于无碱无碱略优于中碱从表中可以看出无碱和中碱玻璃纤维也是各有所长,因此在做产品的时候我们可根据产品的特性和需求来因材施用,达到最佳性价比。
单丝直径玻璃纤维的单丝直径一般为几个微米到二十几个微米,相当于一根头发丝的1/20-1/5。
粗纤维:其单丝直径一般为30μm。
初级纤维:其单丝直径大于20μm。
中级纤维:单丝直径10-20μm。
高级纤维(亦称纺织纤维):其单丝直径3-10μm。
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。
单丝直径由铂金漏板的孔径和拉丝速度决定,一般单丝越细的纤维成本越贵。
一方面和生产工艺较难、产量较低有关;另一方面单丝越细,单位面积含有的偶联剂也会更多。
特克斯(tex)特克斯(tex),简称特,是一种线密度单位,又称号数。
指1000米长纱线在公定回潮率下重量的克数,tex=g/L*1000 ,其中g为纱(或丝)的重量(克),L 为纱(或丝)的长度(米)。
它是定长制单位,克重越大纱线越粗。
玻璃纤维的成分及性能
1、玻璃纤维的成分及性能生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。
目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下:1、E-玻璃亦称无碱玻璃,是一种硼硅酸盐玻璃。
目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分,具有良好的电气绝缘性及机械性能,广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维,也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维,它的缺点是易被无机酸侵蚀,故不适于用在酸性环境。
2、C-玻璃亦称中碱玻璃,其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃,但电气性能差,机械强度低于无碱玻璃纤维10%~20%,通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼,而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。
在国外,中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品,如用于生产玻璃纤维表面毡等,也用于增强沥青屋面材料,但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60%),广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物,包扎织物等的生产,因为其价格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。
3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量,它的单纤维抗拉强度为2800MPa,比无碱玻纤抗拉强度高25%左右,弹性模量86000MPa,比E-玻璃纤维的强度高。
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。
但是由于价格昂贵,目前在民用方面还不能得到推广,全世界产量也就几千吨左右。
4、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。
5、A玻璃亦称高碱玻璃,是一种典型的钠硅酸盐玻璃,因耐水性很差,很少用于生产玻璃纤维。
6、E-CR玻璃是一种改进的无硼无碱玻璃,用于生产耐酸耐水性好的玻璃纤维,其耐水性比无碱玻纤改善7~8倍,耐酸性比中碱玻纤也优越不少,是专为地下管道、贮罐等开发的新品种。
7、D玻璃亦称低介电玻璃,用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。
除了以上的玻璃纤维成分以外,近年来还出现一种新的无碱玻璃纤维,它完全不含硼,从而减轻环境污染,但其电绝缘性能及机械性能都与传统的E玻璃相似。
另外还有一种双玻璃成分的玻璃纤维,已用在生产玻璃棉中,据称在作玻璃钢增强材料方面也有潜力。
玻璃纤维的成分及性能
玻璃纤维的成分及性能 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-◆玻璃纤维的成分及性能生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。
目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下:1、E-玻璃亦称无碱玻璃,系一种硼硅酸盐玻璃。
目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分,具有良好的电气绝缘性及机械性能,广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维,也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维,它的缺点是易被无机酸侵蚀,故不适于用在酸性环境。
2、C-玻璃亦称中碱玻璃,其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃,但电气性能差,机械强度低于无碱玻璃纤维10%~20%,通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼,而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。
在国外,中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品,如用于生产玻璃纤维表面毡等,也用于增强沥青屋面材料,但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60%),广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物,包扎织物等的生产,因为其人格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。
3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量,它的单纤维抗拉强度为2800MPa,比无碱玻纤抗拉强度高25%左右,弹性模量86000MPa,比E-玻璃纤维的强度高。
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。
但是由于价格昂贵,目前在民用方面还不能得到推广,全世界产量也就几千吨左右。
4、A R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。
耐碱玻璃纤维,又称AR玻璃纤维,英文:alKali-resistantglassfibre,主要用于玻璃纤维增强(水泥)混凝土(简称GRC)的肋筋材料,是100%无机纤维,在非承重的水泥构件中是钢材和石棉的理想替代品。
它的特点是耐碱性好,能有效抵抗水泥中高碱物质的侵蚀,握裹力强,弹性模量、抗冲击、抗拉、抗弯强度极高,不燃、抗冻、耐温度、湿度变化能力强,抗裂、抗渗性能卓越,具有可设计性强,易成型等特点,是广泛应用在高性能增强(水泥)混凝土中的一种新型的绿色环保型增强材料。
中碱和无碱的区别
作为一种工业生产行业常用的无机非金属材料,玻璃纤维具有强度大、电绝缘性好、耐腐蚀、弹性模量高等优点,是充当增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料的很好材料。
它有中碱和无碱的类型材料,那么到底这之间有什么区别呢?中碱和无碱的区别其实是以玻璃原料成分分类的,是目前通俗的一种方法。
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。
(1)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。
(2)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。
在力学性能方面,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。
无碱、中碱2种玻璃的新生态纤维拉伸强度: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。
在化学稳定性方面,它是指玻璃抵抗水、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。
玻璃纤维种类以及生产工艺
玻璃纤维种类以及生产工艺玻璃纤维种类以及生产工艺一、玻璃纤维的种类1、无碱玻璃纤维,在国外为通用玻璃纤维,占产量的90%以上,在国内也是应用最多的类型之一。
①无碱玻璃纤维抗拉强度比钢丝还高,与金属材料相比重量较轻,与金属铝相当;②抗疲劳强度高,对于需要经受冲击负荷的结构材料而言非常重要;③优异的电性能,介电常数低;尺寸稳定性好,在最大应力条件下,伸长率仅3%-4%;④耐高温;⑤化学稳定性好,耐候性好,导热系数低,用作电绝缘材料时能迅速散热;⑥几乎不吸水,遇火不燃烧、不冒烟。
2、中碱玻璃纤维,与无碱玻璃纤维相比强度较低,在无关性能要求的应用领域中,也是一种良好的工业材料和增强材料,在我国连续玻璃纤维纺织制品中仍然是用量最大的玻璃纤维类型。
①中碱玻璃纤维不宜用于电绝缘方面;②化学稳定良好,耐酸性优于无碱玻璃纤维;③价格比无碱玻璃纤维低。
3、高碱玻璃纤维,力学性能远低于无碱玻璃纤维和中碱玻璃纤维,而且不耐水侵蚀,在大气的水分侵蚀下,制品会很快变脆,因丧失强度而失去使用价值。
它是我国玻纤工业早期产品,现已趋于淘汰。
4、高强玻璃纤维,是力学性能比无碱玻璃纤维更好的特种用途玻璃纤维之一,生产成本高,目前用于国防军工、航空、体育、交通、电力等有特殊要求的领域。
①抗拉强度比无碱玻璃纤维高30%,比强度高35%,弹性模量高15%,比模量高19%。
②用其制成的玻璃钢制品的抗拉强度比同类无碱玻璃钢制品高30%,弯曲强度高20%,剪切强度相当。
③可提升部件性能,减轻部件重量,节省燃料。
5、高模量玻璃纤维,弹性模量约为无碱玻璃纤维制品高25%,抗拉强度高23%;比模量和比强度都很高,电绝缘性能好。
生产成本高,目前用于国防军工、航空、体育、交通、电力等有特殊要求的领域。
6、耐磨玻璃纤维,用作各种水泥制品的新型增强材料,用其制作的水泥制品具有轻质、高强、耐冲击的优点。
①比无碱玻璃纤维更优良的电性能,介电系数低,介电损耗小;②密度低,适用于制作雷达天线罩。
保温隔热密封的专属——玻璃纤维的成分与使用
作为为玻璃钢工业的增强材料,按不同的含碱量为分,可分为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、有碱玻璃纤维和特种玻璃纤维四种其化学组成主要是二氧化硅、三氧化二硼、氧化钙、三氧化二铝等,它们对玻璃纤维的性质和生产工艺起决定作用。
玻璃纤维有一系列优良性能,拉伸强度高,防火、防霉、防蛀、耐高温和电绝缘性能好等,它的缺点是具有脆性,不耐腐,对人的皮肤有刺激性等。
当纤维存放一段时间后,会出现强度下降的现象,称为纤维的老化, 这主要取决于纤维对大气水分的化学稳定性。
而作为施加负荷时间对纤维强度的影响——纤维的疲劳,一般是指纤维强度随施加负荷时间的增加而降低的情况。
中碱玻璃纤维对酸的稳定性是较高的,但对水的稳定性是较差的;无碱玻璃纤维耐酸性较差,但耐水性较好;中碱玻璃纤维和无碱玻璃纤维,从弱碱液对玻璃纤维强度的影响看,二者的耐碱性相接近。
中碱纤维含Na2O、K2O比无碱纤维高二十多倍,受酸作用后,首先从表面上,有较多的金属氧化物侵析出来,但主要是Na2O、K2O的离析、溶解;另一方面酸与玻璃纤维中硅酸盐作用生成硅酸,而硅酸迅速聚合并形成胶体,结果在玻璃表面上会形成一层极薄的氧化硅保护膜,这层膜使酸的侵析与离子交换过程迅速减缓,使强度下降也缓慢。
所以中碱纤维比无碱纤维的耐酸性好。
水与玻璃纤维作用,首先是侵蚀玻璃纤维表面的碱金属氧化物,主要是Na2O、K2O的溶解,使水呈现碱性。
随着时间的增加,玻璃纤维与碱液继续作用,直至使二氧化硅骨架破坏。
由于无碱玻璃纤维的碱金属氧化物含量较低,所以对水的稳定性较高。
无碱纤维与中碱纤维受到NaOH溶液侵蚀后,几乎所有玻璃成分,包括SiO2在内,均匀溶解,使纤维变细,量随浸碱时间的增加,化学成分含量基本不再发生变化,即内部结构并未破坏,因而单位面积的强度基本不变。
总之,玻璃纤维的化学稳定性主要取决于其成分中的二氧化硅及碱金属氧化物的含量。
显然,二氧化硅含量多能提高玻璃纤维的化学稳定性,而碱金属氧化物则会使化学稳定性降低。
玻璃纤维的成分及性能
玻璃纤维的成分及性能生产玻璃纤维用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。
目前国际上已经商品化的纤维用的玻璃成分如下:1、E-玻璃亦称无碱玻璃,系一种硼硅酸盐玻璃。
目前是应用最广泛的一种玻璃纤维用玻璃成分,具有良好的电气绝缘性及机械性能,广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维,也大量用于生产玻璃钢用玻璃纤维,它的缺点是易被无机酸侵蚀,故不适于用在酸性环境。
2、C-玻璃亦称中碱玻璃,其特点是耐化学性特别是耐酸性优于无碱玻璃,但电气性能差,机械强度低于无碱玻璃纤维10%~20%,通常国外的中碱玻璃纤维含一定数量的三氧化二硼,而我国的中碱玻璃纤维则完全不含硼。
在国外,中碱玻璃纤维只是用于生产耐腐蚀的玻璃纤维产品,如用于生产玻璃纤维表面毡等,也用于增强沥青屋面材料,但在我国中碱玻璃纤维占据玻璃纤维产量的一大半(60%),广泛用于玻璃钢的增强以及过滤织物,包扎织物等的生产,因为其人格低于无碱玻璃纤维而有较强的竞争力。
3、高强玻璃纤维其特点是高强度、高模量,它的单纤维抗拉强度为2800MPa,比无碱玻纤抗拉强度高25%左右,弹性模量86000MPa,比E-玻璃纤维的强度高。
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。
但是由于价格昂贵,目前在民用方面还不能得到推广,全世界产量也就几千吨左右。
4、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。
5、A玻璃亦称高碱玻璃,是一种典型的钠硅酸盐玻璃,因耐水性很差,很少用于生产玻璃纤维。
6、E-CR玻璃是一种改进的无硼无碱玻璃,用于生产耐酸耐水性好的玻璃纤维,其耐水性比无碱玻纤改善7~8倍,耐酸性比中碱玻纤也优越不少,是专为地下管道、贮罐等开发的新品种。
7、D玻璃亦称低介电玻璃,用于生产介电强度好的低介电玻璃纤维。
除了以上的玻璃纤维成分以外,近年来还出现一种新的无碱玻璃纤维,它完全不含硼,从而减轻环境污染,但其电绝缘性能及机械性能都与传统的E玻璃相似。
另外还有一种双玻璃成分的玻璃纤维,已用在生产玻璃棉中,据称在作玻璃钢增强材料方面也有潜力。
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玻璃纤维无碱和中碱的区别
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。
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%勺玻璃成分。
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。
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2给出了无碱、中碱2种玻璃的新生态纤维拉伸强度。
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。
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。
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。
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。
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。
2生产工艺比较
目前无碱和中碱玻纤的生产工艺大体分为两种,一种是池窑法,另一种是坩埚法。
以下就原料配方及原料种类、熔制工艺和拉丝成型三个主要工艺环节加以简单比较。
2.1玻璃配方及原料种类
无碱成分是指碱金属氧化物含量小于1%的硼铝硅酸盐玻璃成分,以SiO2、
AI2O3、CaC三元系统为基础,国际上通常叫做“ E”玻璃。
最初是为电气应用研
制的,但今天无碱玻璃纤维的应用范围已远远超出了电气用途,成为一种通用配方。
表6给出了目前国际通用的无碱玻璃配方。
无碱玻璃纤维的主要原料为:叶腊石,引入AI2O3和Si02;硼钙石,引入B2O3 和CaO石灰石,引入CaO辅助原料:纯碱,引入R2O3芒硝,作为助熔剂,同时引入R20;萤石,助溶剂,同时引入CaC和F-。
中碱玻璃成分是在Na20-CaO-SiOz三元系统基础上发展起来的钠钙硅酸盐玻璃,1964年我国中碱玻璃5#成分投入工业生产,因其具有较好的化学稳定性和力学性能,至今仍是我国中碱玻璃的通用成分。
中碱玻璃的主要原料为:石英砂,引入SiO2;钠石,引入Si02、A1203 Na20; 白云石,弓I入CaO和Mg方解石,主要引入CaO FezO3纯碱,主要引入R20辅助原料为:萤石,助溶剂,同时引入CaO和F-;硝酸钠,助溶剂,同时引人Na2O; 氧化砷,氧化剂,引人As2O3
2.2熔制工艺
无碱和中碱玻璃的熔制主要采用单元窑和马蹄焰窑两种窑型,单元窑一般应用于无碱池窑拉丝工艺,马蹄焰窑一般作为纤维用玻璃球窑,也有少数作为中碱池窑拉丝工艺的窑型。
目前池窑直接拉丝法生产的无碱玻纤产量已超过玻纤总产量的70%池窑拉
丝工艺已经成为无碱玻纤的主要生产工艺。
无碱池窑拉丝用窑为单元窑,它是一种窑池狭长,用横穿炉膛的火焰燃烧的窑炉,通常是用金属换热器对热能进行回收利用。
在单元窑内的玻璃熔化、澄清行程长,比其他窑型在窑内停留时间长,适合熔制难熔和质量要求高的玻璃。
无碱单元窑的主要燃料为天然气、重油和液化石油气。
表8给出了无碱池窑拉丝用单元窑的主要技术指标。
中碱玻璃纤维目前以坩埚法生产为主,约占中碱产品总产能的75% 2008
年中碱玻纤的产量约为47万吨,其中池窑法12万吨,坩埚法35万吨。
中碱坩埚法拉丝是以中碱玻璃球为原料,中间玻璃球是通过玻璃球窑熔制生产的,中碱球窑一般为马蹄焰池窑。
马蹄焰窑属蓄热室池窑,蓄热室布置在窑炉前端,火焰覆盖面积大,火焰形状为马蹄型。
池窑直接拉丝法生产中碱玻纤近几年也有较快发展,窑型也多为马蹄焰窑,目前全国在产的池窑已有6座。
因中碱玻璃含碱量较高,单位玻璃液熔化能耗要低于无碱,可以用热值较低的发生炉煤气为燃料,这就大大降低了生
产成本,天然气、重油和液化石油气也中碱玻璃熔制的主要燃料。
电助熔和鼓泡工艺在无碱单元窑和中碱马蹄焰窑中都已广泛应用,纯氧燃烧
技术已经在无碱单元窑上逐步应用,节能效果明显,环保效益显著。
2.3成型工艺、
玻璃纤维进入工业化生产以来,所采用的成型工艺方法总的可以分为球法坩埚拉丝和池窑法直接拉丝两大类,目前高档无碱纤维都采用池窑法直接拉丝工艺生产;中碱玻纤以球法坩埚拉丝为主。
两种成型工艺位置线基本相同,坩埚拉丝工艺线为单层布置,池窑拉丝工艺位置线为双层布置。
中碱球法坩埚拉丝一般采用200—800孔的小漏板。
增强型无碱池窑拉丝工艺目前都采用1600—6000孔的大漏板。
3应用领域
玻璃纤维工业经过六十多年的发展,目前有四大类玻纤产品,即增强热固性塑料(FRP)用玻纤材料、增强热塑性塑料(FRTP)用玻纤材料、屋面防水用玻纤材料以及纺织型玻纤材料。
FRP FRTP用玻纤材料属于玻璃钢复合材料工业用基材。
玻璃钢复合材料工
业是玻璃纤维的最大市场,其玻纤用量约占玻纤制品总量的70%-80%世界玻璃钢复合材料的主要应用领域所占分额分分别为:交通工具29%建筑工程19%
工业、农业16% 电气/电子13% 其它23%
屋面防水用玻纤材料,目前全世界用于屋面防水用材料的玻璃纤维约为40万吨,主要是各种玻纤毡产品。
纺织型玻纤材料主要应用在电子、电气工业、过滤织物、增强塑料织物、耐高温织物、装饰织物等方面。
上述四大类玻纤产品都有无碱和中碱产品,总的来说,无碱玻纤比中碱玻纤在品质上略高一档,目前各个应用领域的高档产品都是无碱玻纤,中碱产品在对纤维性能要求相对不高的领域应用较多,如普通缠绕、拉挤和手糊等传统玻璃钢产业。
河南佰路悍机械工业有限公司生产的高温套管所用的玻璃纤维胚管,就是由无碱玻璃纤维编织而成。