玻璃纤维课件..
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
缺点：由于浸润剂中的成分影响了纤维与基体之间的粘合，
因此需通过热清洗及后处理工艺，将GF表面的浸润剂除去，再 经偶联剂处理后方可使用。
2）表面处理剂
又称为偶联剂，架桥剂，是一种能够改变GF增强CM界面
能的化合物。即使其用量很低(在GF上约为0.05-0.2%)，也会
改善GF与基体的界面状态，可提高CM的强度、耐水性、耐老 化性及使用寿命。
CH CH2 ， CH CH2 O
偶联机理如下：
硅烷偶联剂水解
三醇基硅烷与GF表面的-OH形成氢键
GF在烘干过程中，硅烷偶联剂与GF表面以氢键形式结合 的-OH，在高温下发生醚化反应，脱去1分子水形成醚键， 以形成的共价键结合。
R
R H2O HO Si OH OH 三醇基硅烷
R R HO H Si OH O H O Si H O Si
三、单元窑生产工艺
Batch 熔化 Melting 拉丝 Fiberforming 烘干 Drying
配料
络纱 织布 制毡 捻线
Roving Weaving Mat production Twisting
短切 Chopping
五、GF的表面处理 1）浸润剂 a.浸润剂的作用
四、玻璃纤维怎么做出来的 ? IV. HOW IS FIBERGLASS PRODUCED?
一、代铂炉生产工艺
四、玻璃纤维怎么做出来的 ? IV. HOW IS FIBERGLASS PRODUCED?
二、波歇炉生产工艺
四、玻璃纤维怎么做出来的 ? IV. HOW IS FIBERGLASS PRODUCED?
In 1959 and 1960, Owens Corning and PPG built fiberglass furnaces.
2、国内发展DOMESTIC DEVELOPMENT
20世纪50年代后期，我国玻璃纤维工业诞生，采用陶土坩埚 法和镍铬合金孔板法生产； In late 1950s, the fiberglass industry started in China and the fiberglass then was produced with clay crucibles and nickel-chrome alloy nozzle plates 20世纪60年代中期，研制成功代铂坩埚法生产工艺； In the middle of 1960s, the platinum-substitute crucible process was invented 20世纪90年代初，池窑法开始在中国普及。 In the 1990s, the fiberglass furnaces became popular in China
a.偶联剂的分类
二种基团：一种可与GF表面结合，另一种可与基体通过物理或 化学作用相结合。
偶联剂主要可分为以下几大类：
硅烷偶联剂 有机铬偶联剂(沃兰) 钛酸酯类偶联剂 其他偶联剂
硅烷偶联剂
通式可写为：RnSiX4-n
其中：R为有机功能基团，如-NH2，-SH等 X为易水解基团，水解后(一般为-OH)可与GF作用 n多数为1
X Si X X
HO
Si OH O H
Si OH HO
Si (玻璃)
Si
O
Si(玻璃)
H2O
有机铬偶联剂
由不饱和有机酸与三价铬离子形成的金属铬络合物。
最常用的有机铬偶联剂： 甲基丙烯酸氯化铬络合物(沃兰)
结构式：
CH2 O Cl2Cr
C C
CH3 O CrCl2
O H 偶联机理： CH2 C C O (OH)2Cr O H 高温醚化形成共价键 O Cr(OH)2 与玻纤表面 Si OH 形成氢键 水解 CH3
1、国际发展 INTERNATIONAL DEVELOPMENT
2000多年前，古埃及手工拉制玻纤做装饰材料； Over 2000 years ago, Egyptians manually made fiberglass as ornament material
20世纪30年代，美国发明了铂坩埚拉制工艺技术； In the 1930s, Americans invented the technology of producing fiberglass with platinum crucibles 1938年美国成立OWENS CORNING，具有工业性规模，用于绝缘材料； In 1938 Owens Corning Co was established in USA which had a industrial scale of fiberglass production for insulation application. 二战后工业普及，成立了圣哥本（法）、皮尔金顿（英）、日东纺（日）等； After World War II, the industrial production of fiberglass became popular and St. Gobain(France), Pilkington (Great Britain),Nittobo(Japan) started to produce fiberglass. 1959~1960年， OWENS CORNING和PPG公司相继建成了玻璃纤维池窑。
一、什么是玻璃纤维 I. WHAT IS FIBERGLASS?
1. 2. 3.
产品品种 Product category 主要性能 Main properties 主要产品 Main products
1、产品品种PRODUCT CATEGORY
— Medium-Alkali fiberglass (C)中碱 — Continuous fiberglass Alkali-free fiberglass (E)无碱 连续玻璃纤维 — High-Alkali fiberglass (A)高碱
2.2 无碱玻璃粉料 E-GLASS RAW MATERIALS
a) b) c) d) e) f) g)
高岭土/叶腊石 Clay/Pyrophyllite：AL2O3 、SiO2 硼钙石 Colemanite：B2O3、CaO 石灰石 Limestone：CaO 莹石 Fluorspar：CaF2、SiO2、CaCO3 石英砂 Quartz sand：SiO2 纯碱 Soda ash：Na2CO3 无水硫酸钠 Anhydrous sodium sulfate ：Na2SO4
2.3 玻璃成分 GLASS COMPOSITION
2.3 成分与作用
COMPONENTS AND THEIR FUNCTIONS
氧化硅SiO2：物质基础、骨架 Basis and matrix 氧化铝Al2O3 ：降析晶和膨胀系数,提高稳定性和强度 to reduce recrystallization and expansion coefficient and increase stability and strength 氧化钙氧化镁 ：降低高温时粘度，促进熔化、澄清、提高拉丝速度 CaO/ MgO: To reduce viscosity at high temperature and promote melting, refining and increase winding speed. 氧化硼B2O 氧化铁Fe2O3 碱金属；助熔，提高流动性 Na2O/K2O ； To aid melting and increase fluidity
2.1 中碱玻璃粉料C-GLASS RAW MATERIALS
a)
b)
c) d) e) f) g) h)
i)
石英砂 Quartz sand：SiO2 钠长石 Albite：AL2O3 、Na2O 白云石 Dolomite：CaO MgO 石灰石 Limestone：CaO 莹石 Fluorspar：CaF2 纯碱 Soda ash：Na2CO3 硝酸钠 Sodium nitrate：NaNO3 无水硫酸钠 Anhydrous sodium sulfate：Na2SO4 氧化铈 Ceria：CeO2
4、行业现状 INDUSTRY CURRENT STATUS
奠基于上世纪30年代末，已成独立工业体系。
The industry established itself in 1930s and has formed into an independent industry system.
目前有数千个品种与规格、5万多种用途，成为现
代工业材料家族中重要的一员。 At present there are thousands of product types and specifications and over 50,000 applications and fiberglass has become an important member in the modern industrial material family.
三、玻璃纤维有什么用处？ III. WHAT IS FIBERGLASS FOR?
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
交通运输 Transportation 建筑建材 Construction 电气工业 Electrical 机械工业 Engineering 石油化工 Petroleum & chemical 休闲文化 Leisure and sports 国防科技 Defence
2、玻璃材料
b)
中碱玻璃原料 C-glass raw materials 中碱玻璃球 C-glass marble 中碱玻璃粉料 C-glass batch 中碱废丝 C-glass recycled waste fiber 无碱玻璃原料 E-glass raw materials 无碱玻璃球 E-glass marble 无碱玻璃粉料 E-glass batch 无碱废丝 E-glass recycled waster fiber
3、市场竞争 MARKET COMPETITORS
国际竞争对手——欧文斯.康宁（美）、PPG（美）、 圣哥本（法） International competitors – Owens Corning, PPG , St. Gobain 国内竞争对手——巨石、泰山、重庆 Domestic competitors: Jushi,Taishan fiberglass, CPIC
二、玻璃纤维行业的历史 II. HISTORY OF FIBERGLASS INDUSTRY
1. 2. 3. 4.
国际发展 International development 国内发展 Domestic development 市场竞争 Market competition 行业现状 Industry current status
Staple fiberglass & glass wool玻璃棉
玻璃纤维 Fiberglass — High-strength fiberglass (S) 高强 High-modulus fiberglass (M）高模量 High-silica fiberglass高硅氧 — Special fiberglass Alkali & corrosion resistant fiberglass 抗碱 特种玻璃纤维 Optical communication fiberglass光通信 — Light-guide fiberglass光导
润滑—保护作用 粘结—集束作用 防止GF表面静电荷的积累 使GF获得与基体树脂有良好的相容性及界面化学结合或化学
吸附等性能
b.浸润剂的分类
增强型浸润剂
增强型浸润剂的主要成分：偶联剂
纺织型浸润剂 目的：满足纺织工序的要求，该浸润剂能使GF具有良好的拉
丝，加捻，合股，整经，织造等纺织加工性能。
因此需通过热清洗及后处理工艺，将GF表面的浸润剂除去，再 经偶联剂处理后方可使用。
2）表面处理剂
又称为偶联剂，架桥剂，是一种能够改变GF增强CM界面
能的化合物。即使其用量很低(在GF上约为0.05-0.2%)，也会
改善GF与基体的界面状态，可提高CM的强度、耐水性、耐老 化性及使用寿命。
CH CH2 ， CH CH2 O
偶联机理如下：
硅烷偶联剂水解
三醇基硅烷与GF表面的-OH形成氢键
GF在烘干过程中，硅烷偶联剂与GF表面以氢键形式结合 的-OH，在高温下发生醚化反应，脱去1分子水形成醚键， 以形成的共价键结合。
R
R H2O HO Si OH OH 三醇基硅烷
R R HO H Si OH O H O Si H O Si
三、单元窑生产工艺
Batch 熔化 Melting 拉丝 Fiberforming 烘干 Drying
配料
络纱 织布 制毡 捻线
Roving Weaving Mat production Twisting
短切 Chopping
五、GF的表面处理 1）浸润剂 a.浸润剂的作用
四、玻璃纤维怎么做出来的 ? IV. HOW IS FIBERGLASS PRODUCED?
一、代铂炉生产工艺
四、玻璃纤维怎么做出来的 ? IV. HOW IS FIBERGLASS PRODUCED?
二、波歇炉生产工艺
四、玻璃纤维怎么做出来的 ? IV. HOW IS FIBERGLASS PRODUCED?
In 1959 and 1960, Owens Corning and PPG built fiberglass furnaces.
2、国内发展DOMESTIC DEVELOPMENT
20世纪50年代后期，我国玻璃纤维工业诞生，采用陶土坩埚 法和镍铬合金孔板法生产； In late 1950s, the fiberglass industry started in China and the fiberglass then was produced with clay crucibles and nickel-chrome alloy nozzle plates 20世纪60年代中期，研制成功代铂坩埚法生产工艺； In the middle of 1960s, the platinum-substitute crucible process was invented 20世纪90年代初，池窑法开始在中国普及。 In the 1990s, the fiberglass furnaces became popular in China
a.偶联剂的分类
二种基团：一种可与GF表面结合，另一种可与基体通过物理或 化学作用相结合。
偶联剂主要可分为以下几大类：
硅烷偶联剂 有机铬偶联剂(沃兰) 钛酸酯类偶联剂 其他偶联剂
硅烷偶联剂
通式可写为：RnSiX4-n
其中：R为有机功能基团，如-NH2，-SH等 X为易水解基团，水解后(一般为-OH)可与GF作用 n多数为1
X Si X X
HO
Si OH O H
Si OH HO
Si (玻璃)
Si
O
Si(玻璃)
H2O
有机铬偶联剂
由不饱和有机酸与三价铬离子形成的金属铬络合物。
最常用的有机铬偶联剂： 甲基丙烯酸氯化铬络合物(沃兰)
结构式：
CH2 O Cl2Cr
C C
CH3 O CrCl2
O H 偶联机理： CH2 C C O (OH)2Cr O H 高温醚化形成共价键 O Cr(OH)2 与玻纤表面 Si OH 形成氢键 水解 CH3
1、国际发展 INTERNATIONAL DEVELOPMENT
2000多年前，古埃及手工拉制玻纤做装饰材料； Over 2000 years ago, Egyptians manually made fiberglass as ornament material
20世纪30年代，美国发明了铂坩埚拉制工艺技术； In the 1930s, Americans invented the technology of producing fiberglass with platinum crucibles 1938年美国成立OWENS CORNING，具有工业性规模，用于绝缘材料； In 1938 Owens Corning Co was established in USA which had a industrial scale of fiberglass production for insulation application. 二战后工业普及，成立了圣哥本（法）、皮尔金顿（英）、日东纺（日）等； After World War II, the industrial production of fiberglass became popular and St. Gobain(France), Pilkington (Great Britain),Nittobo(Japan) started to produce fiberglass. 1959~1960年， OWENS CORNING和PPG公司相继建成了玻璃纤维池窑。
一、什么是玻璃纤维 I. WHAT IS FIBERGLASS?
1. 2. 3.
产品品种 Product category 主要性能 Main properties 主要产品 Main products
1、产品品种PRODUCT CATEGORY
— Medium-Alkali fiberglass (C)中碱 — Continuous fiberglass Alkali-free fiberglass (E)无碱 连续玻璃纤维 — High-Alkali fiberglass (A)高碱
2.2 无碱玻璃粉料 E-GLASS RAW MATERIALS
a) b) c) d) e) f) g)
高岭土/叶腊石 Clay/Pyrophyllite：AL2O3 、SiO2 硼钙石 Colemanite：B2O3、CaO 石灰石 Limestone：CaO 莹石 Fluorspar：CaF2、SiO2、CaCO3 石英砂 Quartz sand：SiO2 纯碱 Soda ash：Na2CO3 无水硫酸钠 Anhydrous sodium sulfate ：Na2SO4
2.3 玻璃成分 GLASS COMPOSITION
2.3 成分与作用
COMPONENTS AND THEIR FUNCTIONS
氧化硅SiO2：物质基础、骨架 Basis and matrix 氧化铝Al2O3 ：降析晶和膨胀系数,提高稳定性和强度 to reduce recrystallization and expansion coefficient and increase stability and strength 氧化钙氧化镁 ：降低高温时粘度，促进熔化、澄清、提高拉丝速度 CaO/ MgO: To reduce viscosity at high temperature and promote melting, refining and increase winding speed. 氧化硼B2O 氧化铁Fe2O3 碱金属；助熔，提高流动性 Na2O/K2O ； To aid melting and increase fluidity
2.1 中碱玻璃粉料C-GLASS RAW MATERIALS
a)
b)
c) d) e) f) g) h)
i)
石英砂 Quartz sand：SiO2 钠长石 Albite：AL2O3 、Na2O 白云石 Dolomite：CaO MgO 石灰石 Limestone：CaO 莹石 Fluorspar：CaF2 纯碱 Soda ash：Na2CO3 硝酸钠 Sodium nitrate：NaNO3 无水硫酸钠 Anhydrous sodium sulfate：Na2SO4 氧化铈 Ceria：CeO2
4、行业现状 INDUSTRY CURRENT STATUS
奠基于上世纪30年代末，已成独立工业体系。
The industry established itself in 1930s and has formed into an independent industry system.
目前有数千个品种与规格、5万多种用途，成为现
代工业材料家族中重要的一员。 At present there are thousands of product types and specifications and over 50,000 applications and fiberglass has become an important member in the modern industrial material family.
三、玻璃纤维有什么用处？ III. WHAT IS FIBERGLASS FOR?
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
交通运输 Transportation 建筑建材 Construction 电气工业 Electrical 机械工业 Engineering 石油化工 Petroleum & chemical 休闲文化 Leisure and sports 国防科技 Defence
2、玻璃材料
b)
中碱玻璃原料 C-glass raw materials 中碱玻璃球 C-glass marble 中碱玻璃粉料 C-glass batch 中碱废丝 C-glass recycled waste fiber 无碱玻璃原料 E-glass raw materials 无碱玻璃球 E-glass marble 无碱玻璃粉料 E-glass batch 无碱废丝 E-glass recycled waster fiber
3、市场竞争 MARKET COMPETITORS
国际竞争对手——欧文斯.康宁（美）、PPG（美）、 圣哥本（法） International competitors – Owens Corning, PPG , St. Gobain 国内竞争对手——巨石、泰山、重庆 Domestic competitors: Jushi,Taishan fiberglass, CPIC
二、玻璃纤维行业的历史 II. HISTORY OF FIBERGLASS INDUSTRY
1. 2. 3. 4.
国际发展 International development 国内发展 Domestic development 市场竞争 Market competition 行业现状 Industry current status
Staple fiberglass & glass wool玻璃棉
玻璃纤维 Fiberglass — High-strength fiberglass (S) 高强 High-modulus fiberglass (M）高模量 High-silica fiberglass高硅氧 — Special fiberglass Alkali & corrosion resistant fiberglass 抗碱 特种玻璃纤维 Optical communication fiberglass光通信 — Light-guide fiberglass光导
润滑—保护作用 粘结—集束作用 防止GF表面静电荷的积累 使GF获得与基体树脂有良好的相容性及界面化学结合或化学
吸附等性能
b.浸润剂的分类
增强型浸润剂
增强型浸润剂的主要成分：偶联剂
纺织型浸润剂 目的：满足纺织工序的要求，该浸润剂能使GF具有良好的拉
丝，加捻，合股，整经，织造等纺织加工性能。