玻璃纤维的性能

• 用玻璃纤维增强后的聚苯乙烯系塑料，其机械性能，制品 的尺寸稳定性以及耐热耐冲击强度都有很大的提高，广泛 用于家用电器零件、机壳等。 • 玻璃纤维增强聚甲醛还被广泛地用来代替有色金属，用于 制造传动零件，如轴承、齿轮和凸轮等。
• 4 化学工业
• 化学工业设备腐蚀严重，玻璃纤维的出现给化学工业带来 了光明的前景。玻璃纤维主要用于制造各种槽、罐、塔、 管道、泵、阀和风机等化工设备及配件。玻璃纤维耐腐蚀， 强度高，使用寿命长，但一般只能用于低压或常压设备， 且温度不超过120℃。
玻璃纤维
一.玻璃纤维的生产
• 玻璃纤维的制造工艺有两种路线正在实践中: 第一种包括玻璃弹珠制备,它们在成纤阶段再度熔融;
第二种是直接熔融路线,其中加热炉连续投入原材料。它们被 熔融和精炼,此过程中玻璃到达一组铂铑模套上面的前炉, 纤维从多孔模套拉出。
注:漏斗处的纤维生产率是玻璃流动速率,而非细化速率的函 数,后者决定纤维的最终直径.
• 在公制系统中，粗束丝由纤维的直径和每股中单纤的数目 表示，并定义为粗束丝的总线密度（tex）。
1tex 1g / 1000m
• 一般喜欢用较老的纺织单位旦数是每9000米的克数 （g/9000m）。 • 在美国的标准系统中，采用字母后接“支数”，它是每磅 的百位码数。
支数 4961 / tex数
• 2 交通运输
• 玻璃纤维用于交通运输主要是在航空航天工业和汽车及火 车制造工业上。目前，波音747飞机使用玻璃纤维复合材 料构件的总面积已达到929m2。 • 玻璃纤维可用作汽车的零部件，轿车的整体壳体，还可以 用来制造渔船，其工艺简单，防腐防蚀，维修频数和保养 费低，使用寿命长。
• 3 机械工业
三.玻璃纤维的应用
• 1 土木建筑
• 在建筑业，玻璃纤维已广泛应用于冷却塔、储水塔以及卫 生间的浴盆浴缸、门窗，安全帽和通风设备等。另外由于 玻璃纤维不易沾污、隔热和不燃烧，因此它在建筑装饰上 应用日益广泛。 • 玻璃纤维在基础设施中应用，主要有桥梁、码头、栈桥和 临水结构等。沿海和岛上的建筑容易受到海水的腐蚀，这 最能发挥玻璃纤维材料的特长。
• 此外，玻璃纤维在绝缘、防热、增强和过滤等材料方面， 已在很大程度上取代了石棉。同时，玻璃纤维在新能源开 发、环保、旅游和工艺美术等诸多方面，也得到了应用。
结束语
• 高性能纤维是一种技术密集，投资巨大的工业产 品。由于它优异的物理机械等性能，现已应用于 很多领域。近十年来对高性能纤维的需求增长了 近10倍。据估计，未来十年中高性能纺织纤维的 年增长率为15～20％。而玻璃纤维作为其中的一 种，也将会得到很大的发展。
• 玻璃纤维对腐蚀性化学品如酸和碱，有好的阻抗，它几乎 不受有机溶剂的影响，并对大多数无机化合物是稳定的。
• 4 电性能
• 玻璃纤维具有高的比电阻和低的电介质常数。
• 玻璃纤维的电性能主要取决于玻璃的化学成分，特别是碱 氧化物的含量。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。
• 5 其它性能
• 玻璃纤维具有耐老化、防腐、防霉、抗紫外线辐射等性能。 采用合适的表面处理剂，可以改善玻璃纤维的加工性能。 • 但玻璃纤维也存在一些由于其本身化学性质所带来的性能 方面的缺陷，如玻璃纤维脆性大，耐磨性差，柔软性差， 不耐弯曲。纤维断落的纤维头，触及人体使人难受，特别 会使皮肤发痒。再者，玻璃纤维吸湿性差，染色困难。制 造成本较高。
• 注:漏斗处的纤维生产率是玻璃流动速率,而非细化速率的 函数,后者决定纤维的最终直径
• 1)熔融玻璃通过漏嘴的流动可以用泊肃叶方程描 述:
r h F l
• 对不同几何形状的漏嘴的修正方程由Loewenstein 给出。
4
• 2)多孔模套一般由87铂/13铑~90铂/10铑的合金组 成。 • 3)收集在一起的纤维束是工业中所称的粗束丝， 通常为一个单独的操作，是将多条200根单纤组合 成所以需要的粗细。然而，随着2~4000孔模套的 开发，直接粗束丝可以立即形成最终卷装。 • 4）一般采用2500m/min的拉出速率使纤维细化到 所需直径。
• 纤维直径，df（μm）可以根据等式从粗束丝的Tt 计算:
Tt d f 15.8 0.4961N
• 注: Tt=tex; N--每股的单丝数目。
二.玻璃纤维的性能
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1.力学性能
• 从表中可以看出，玻璃纤维在以下几个方面具有独特的性 能： (1)密度 玻璃纤维的密度高于有机纤维，但低于金属纤维。 (2)断裂强度 玻璃纤维具有较高的拉伸强度，在相同重量时， 其断裂强度比钢丝高2～4倍。因而人们又称它为玻璃钢。 (3)尺寸稳定性 玻璃纤维不会因环境温度变化而变形，最大 伸长率仅为3％。玻璃纤维的应力应变之间保持线性关系， 直至断裂。 (4)硬度 玻璃纤维的硬度较高，约为锦纶的15倍。玻璃纤维 的硬度与其固有的脆性相结合，构成了突出的低弯曲阻抗 性。在对玻璃纤维进行纺织加工的过程中，玻璃纤维会受 到弯曲应力，为了提高纤维的弯曲阻抗性，其直径应减少。
• 2 耐热性能
• 玻璃纤维是一种无机纤维，它本身不会引起燃烧，并且有 很好的耐热性，这在纺织纤维中是很独特的。 • 玻璃纤维在较低的温度下受热，其性能虽变化不大，但会 引起收缩现象。 • 玻璃纤维的导热系数非常小，因而它常用于管道和容器的 隔热，以及作为成型件的绝缘壳。
• 3 化学稳定性能
• 玻璃纤维的化学稳定性，取决于其化学组成、介质性质、 温度和压力等条件。