玻璃纤维及其制品ppt课件

(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。
(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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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。
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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：
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
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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。
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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。
2019/12/28Leabharlann 玻璃 纤维 种类 无碱1#
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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；
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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
– 7.3.1 玻璃纤维的物理性能
无捻粗纱
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玻璃粉 短切纤维
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：
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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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
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玻璃纤维、碳纤维 与石墨纤维、硼纤 维、芳纶纤维等
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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工业内窥镜
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– 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
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– 7.4.2 玻璃纤维纱的规格及性能
• 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 ！
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。
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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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玻璃纤维结构示意图
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
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
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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。
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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 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
无碱2#
无碱5#
中碱 B17
E C S G-20 A
SiO2
54.1± 0.7
54.5± 0.7
67.5± 0.7 66.8
53.5 65.0 64.3 71.0 72.0
Al2O3
15.0± 0.5
13.8± 0.5 6.6± 0.5 4.7