高分子復(fù)合材料_第二章_玻璃纖維

1、第二章第二章 增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料 2.2 玻璃纖維玻璃纖維 （Glass Fiber） JIAXING UNIVERSITY 第二章第二章 增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料 在復(fù)合材料中，能夠提高基體材料力學(xué)性能的材料，稱為在復(fù)合材料中，能夠提高基體材料力學(xué)性能的材料，稱為增強(qiáng)材料。增強(qiáng)材料。 增強(qiáng)材料是復(fù)合材料的主要組成部分，它起著提高樹脂基體的增強(qiáng)材料是復(fù)合材料的主要組成部分，它起著提高樹脂基體的強(qiáng)度、強(qiáng)度、 模量、耐熱和耐磨模量、耐熱和耐磨等性能的作用，同時，增強(qiáng)材料能減少復(fù)合材料等性能的作用，同時，增強(qiáng)材料能減少復(fù)合材料 成型過程中的收縮率，提高制品硬度等。成型過程中的收縮率，提高制品硬度等。 2.1增

2、強(qiáng)材料的種類增強(qiáng)材料的種類: 主要有纖維增強(qiáng)材料、片狀增強(qiáng)材料、顆粒狀增強(qiáng)材料。主要有纖維增強(qiáng)材料、片狀增強(qiáng)材料、顆粒狀增強(qiáng)材料。 玻璃纖維玻璃纖維 短切玻纖短切玻纖 云母片云母片 陶瓷微珠陶瓷微珠 JIAXING UNIVERSITY 第二章第二章 增強(qiáng)材料增強(qiáng)材料 高分子復(fù)合材料的增強(qiáng)材料的基本特征高分子復(fù)合材料的增強(qiáng)材料的基本特征 增強(qiáng)材料應(yīng)具有能增強(qiáng)材料應(yīng)具有能明顯提高明顯提高樹脂基體某種所需特性的性能，以便樹脂基體某種所需特性的性能，以便 賦予復(fù)合材料所需的特性和綜合性能；賦予復(fù)合材料所需的特性和綜合性能； 增強(qiáng)材料應(yīng)具有良好的增強(qiáng)材料應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性； 與樹脂有良好

3、的浸潤性和適當(dāng)?shù)慕缑娣磻?yīng)，使增強(qiáng)材料與基體樹與樹脂有良好的浸潤性和適當(dāng)?shù)慕缑娣磻?yīng)，使增強(qiáng)材料與基體樹 脂有脂有良好的界面結(jié)合良好的界面結(jié)合； 價格低廉。價格低廉。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.1玻璃玻璃纖維纖維的的發(fā)發(fā)展展現(xiàn)狀現(xiàn)狀 2.2玻璃纖維及其制品玻璃纖維及其制品 2.2.1玻璃纖維的發(fā)展現(xiàn)狀玻璃纖維的發(fā)展現(xiàn)狀 玻璃纖維是一種綜合性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，通常作為復(fù)合材玻璃纖維是一種綜合性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，通常作為復(fù)合材 料增強(qiáng)基材、電絕緣材料、耐熱絕熱材料、光導(dǎo)材料、耐蝕材料和料增強(qiáng)基材、電絕緣材料、耐熱絕熱材料、光導(dǎo)材料、耐蝕材料和 過濾材料等，廣泛應(yīng)用于國民

4、經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域。過濾材料等，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個領(lǐng)域。 玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，是樹脂基復(fù)合材料的絕對主體，占應(yīng)用量玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，是樹脂基復(fù)合材料的絕對主體，占應(yīng)用量 的的98%以上。以上。 全球玻璃纖維制造的先驅(qū)是美國的歐文斯（全球玻璃纖維制造的先驅(qū)是美國的歐文斯（Owens Corning）公司，）公司， 該公司年產(chǎn)玻纖該公司年產(chǎn)玻纖65萬噸。萬噸。 我國玻纖工業(yè)起步于我國玻纖工業(yè)起步于1958年，當(dāng)年產(chǎn)能年，當(dāng)年產(chǎn)能500噸，產(chǎn)量噸，產(chǎn)量106噸。噸。 2000年以后，隨著玻璃纖維池窯拉絲工藝的迅速發(fā)展，我國玻纖產(chǎn)年以后，隨著玻璃纖維池窯拉絲工藝的迅速發(fā)展，我國玻纖產(chǎn) 量量2007

5、年達(dá)到年達(dá)到160萬噸萬噸, 成為世界成為世界玻纖產(chǎn)能第一大國玻纖產(chǎn)能第一大國。 2010年我國玻纖產(chǎn)量超過年我國玻纖產(chǎn)量超過260萬噸。萬噸。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.1玻璃玻璃纖維纖維的的發(fā)發(fā)展展現(xiàn)狀現(xiàn)狀 2.2.1玻璃纖維的發(fā)展現(xiàn)狀玻璃纖維的發(fā)展現(xiàn)狀 2005年以前，全球玻纖行業(yè)一直是國外壟斷格局。由美國歐文年以前，全球玻纖行業(yè)一直是國外壟斷格局。由美國歐文 斯科寧、斯科寧、PPG和法國圣戈班占據(jù)和法國圣戈班占據(jù)60%以上的份額。以上的份額。 近近5年來，隨著中國三大廠商巨石集團(tuán)、重慶國際和泰山玻纖每年來，隨著中國三大廠商巨石集團(tuán)、重慶國際和泰山玻纖每 年年30%的

6、持續(xù)高速產(chǎn)能投入，中國三強(qiáng)不僅壟斷著國內(nèi)市場，也成的持續(xù)高速產(chǎn)能投入，中國三強(qiáng)不僅壟斷著國內(nèi)市場，也成 為全球格局中新的寡頭。為全球格局中新的寡頭。 目前全球有六大玻纖供應(yīng)商：巨石、目前全球有六大玻纖供應(yīng)商：巨石、OC、重慶、重慶、PPG、泰山、泰山、 Johns Manivel。玻纖行業(yè)集中度高，六大廠商產(chǎn)能占到全球的。玻纖行業(yè)集中度高，六大廠商產(chǎn)能占到全球的70%。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.2玻璃玻璃纖維纖維的分的分類類 2.2.2玻璃纖維的分類玻璃纖維的分類 玻璃纖維的分類方法很多，一般可從玻璃纖維的分類方法很多，一般可從玻璃原料成分玻璃原料成分、單絲直徑單絲直徑、

7、 纖維外觀纖維外觀及及纖維特性纖維特性等方面進(jìn)行分類。等方面進(jìn)行分類。 （1）以玻璃原料成份分類）以玻璃原料成份分類 1、無堿玻璃纖維 2、中堿玻璃纖維 堿金屬氧化物含量為堿金屬氧化物含量為 11.511.512.512.5； 耐酸性能好，強(qiáng)度不耐酸性能好，強(qiáng)度不 如如E E玻璃纖維。玻璃纖維。 3、特種玻璃纖維 ( (通稱通稱E E玻璃玻璃) ) 國內(nèi)目前規(guī)定堿金屬國內(nèi)目前規(guī)定堿金屬 氧化物含量不大于氧化物含量不大于0.50.5 ，國外一般為，國外一般為1 1左左 右；右； 以鈣鋁硼硅酸鹽以鈣鋁硼硅酸鹽 組成的玻璃纖維。組成的玻璃纖維。 由純鎂鋁硅三元組成由純鎂鋁硅三元組成 的高強(qiáng)玻璃纖維；

8、鎂的高強(qiáng)玻璃纖維；鎂 鋁硅系高強(qiáng)、高彈玻鋁硅系高強(qiáng)、高彈玻 璃纖維；硅鋁鈣鎂系璃纖維；硅鋁鈣鎂系 耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕玻璃耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕玻璃 纖維；含鉛纖維；高纖維；含鉛纖維；高 硅氧纖維；石英纖維硅氧纖維；石英纖維 等等。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.2玻璃玻璃纖維纖維的分的分類類 （2）以單絲直徑分類）以單絲直徑分類 頭發(fā)絲的直徑頭發(fā)絲的直徑50-80 50-80 mm 粗纖維：粗纖維： 30 mm ； 初級纖維：初級纖維：20 mm； 中級纖維：中級纖維：10 mm 20 mm ； 高級纖維：高級纖維：3 mm 10 mm(亦稱紡織纖維亦稱紡織纖維)； 超細(xì)纖維：單絲直徑小于

9、超細(xì)纖維：單絲直徑小于4 mm 。 （3）以纖維外觀分類）以纖維外觀分類 1、連續(xù)纖維，其中有無捻粗紗及有捻粗紗、連續(xù)纖維，其中有無捻粗紗及有捻粗紗(用于紡織用于紡織)； 2、短切纖維；、短切纖維； 3、空心玻璃纖維；、空心玻璃纖維； 4、玻璃粉及磨細(xì)纖維等。、玻璃粉及磨細(xì)纖維等。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.2玻璃玻璃纖維纖維的分的分類類 （4）以纖維特性分類）以纖維特性分類 以纖維本身具有的性能可分為：以纖維本身具有的性能可分為：高強(qiáng)玻璃纖維高強(qiáng)玻璃纖維；高模量玻高模量玻 璃纖維璃纖維；耐高溫玻璃纖維耐高溫玻璃纖維；耐堿玻璃纖維耐堿玻璃纖維；耐酸玻璃纖維耐酸玻璃纖維；普普

10、 通玻璃纖維通玻璃纖維(指無堿及中堿玻璃纖維指無堿及中堿玻璃纖維)。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.3 玻璃玻璃纖維纖維的玻璃的玻璃纖維纖維的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2.2.3 玻璃纖維的玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成玻璃纖維的玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成 （1）玻璃纖維的物態(tài)）玻璃纖維的物態(tài) 玻璃是無色透明具有光澤的脆性固體。由熔融態(tài)過冷時因玻璃是無色透明具有光澤的脆性固體。由熔融態(tài)過冷時因 粘度增加而具有固體物理機(jī)械性能的無定形物體，各向同性的粘度增加而具有固體物理機(jī)械性能的無定形物體，各向同性的 均質(zhì)材料。均質(zhì)材料。 特點：沒有固定的熔點特點：沒有固定的熔點 玻璃纖維是將玻璃材料通過拉絲形成的

11、纖維狀的玻璃。玻璃纖維是將玻璃材料通過拉絲形成的纖維狀的玻璃。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.3 玻璃玻璃纖維纖維的玻璃的玻璃纖維纖維的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （2）玻璃纖維的結(jié)構(gòu)）玻璃纖維的結(jié)構(gòu) 微晶結(jié)構(gòu)假說：微晶結(jié)構(gòu)假說： 玻璃是由硅酸鹽或二氧化硅的玻璃是由硅酸鹽或二氧化硅的“微晶子微晶子”組成，在結(jié)構(gòu)上是高組成，在結(jié)構(gòu)上是高 度變形的晶體，在度變形的晶體，在“微晶子微晶子”之間由之間由硅酸鹽過冷溶液硅酸鹽過冷溶液所填充。所填充。 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)假說：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)假說： 玻璃是由二氧化硅的四面體、鋁氧三面體或硼氧三面體相互連玻璃是由二氧化硅的四面體、鋁氧三面體或硼氧三面體相互連 成不規(guī)則三維網(wǎng)絡(luò)

12、，網(wǎng)絡(luò)間的空隙由成不規(guī)則三維網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)間的空隙由Na、K、Ca、Mg等陽離等陽離 子所填充。二氧化硅四面體的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是決定玻璃性能的子所填充。二氧化硅四面體的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是決定玻璃性能的 基礎(chǔ)，填充的基礎(chǔ)，填充的Na、Ca等陽離子稱為網(wǎng)絡(luò)改性物。等陽離子稱為網(wǎng)絡(luò)改性物。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.3 玻璃玻璃纖維纖維的玻璃的玻璃纖維纖維的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （2）玻璃纖維的結(jié)構(gòu)）玻璃纖維的結(jié)構(gòu) 玻璃纖維結(jié)構(gòu)示意圖玻璃纖維結(jié)構(gòu)示意圖 JIAXING UNIVERSITY 2.2.3 玻璃玻璃纖維纖維的玻璃的玻璃纖維纖維的的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) （3）玻璃纖維的化學(xué)組成）玻璃纖維的化學(xué)組成 玻

13、璃纖維的化學(xué)組成主要是二氧化硅玻璃纖維的化學(xué)組成主要是二氧化硅(SiO2)、三氧化二硼、三氧化二硼(B2O3)、 氧化鈣氧化鈣(CaO)、三氧化二鋁、三氧化二鋁(Al2O3)等等 以二氧化硅為主的稱為以二氧化硅為主的稱為硅酸鹽玻璃硅酸鹽玻璃； 以三氧化二硼為主的稱為以三氧化二硼為主的稱為硼酸鹽玻璃硼酸鹽玻璃。 氧化鈉、氧化鉀等堿性氧化物為助熔氧化物氧化鈉、氧化鉀等堿性氧化物為助熔氧化物，它可以降低玻璃的，它可以降低玻璃的 熔化溫度和粘度，使玻璃溶液中的氣泡容易排除，它主要通過破壞玻熔化溫度和粘度，使玻璃溶液中的氣泡容易排除，它主要通過破壞玻 璃骨架，使結(jié)構(gòu)疏松，從而達(dá)到助溶的目的。璃骨架，使結(jié)

14、構(gòu)疏松，從而達(dá)到助溶的目的。 氧化鈉和氧化鉀的含量越高，玻璃纖維的強(qiáng)度、電絕緣性和化學(xué)氧化鈉和氧化鉀的含量越高，玻璃纖維的強(qiáng)度、電絕緣性和化學(xué) 穩(wěn)定性會相應(yīng)的降低。穩(wěn)定性會相應(yīng)的降低。 JIAXING UNIVERSITY 玻璃纖 維種類 國內(nèi)外常用玻璃纖維的成分 SiO2Al2O3CaOMgOZrO2B2O3Na2OK2O 無堿1#54.10.715.00.516.50.54.5 0.59.0 0.50.5 無堿2#54.50.713.80.516.20.54.0 0.59.0 0.52.0 無堿5#67.50.76.6 0.59.5 0.54.2 0.511.5 0.50.5 中堿B176

15、6.84.78.54.2312 E53.516.317.34.4803 C65.0414368 S64.325.010.30.3 G-2071.01.016.02.49 A72.00.6102.514.2 E無堿玻璃纖維；無堿玻璃纖維；C耐酸；耐酸；S高強(qiáng)；高強(qiáng)；G-20抗堿；抗堿；A普通有堿普通有堿 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 2.2.4 玻璃纖維的物理性能玻璃纖維的物理性能 （1 1）外觀和密度）外觀和密度 玻璃纖維呈表面光滑的圓柱體，其橫斷面幾乎是完整的圓形。玻璃纖維呈表面光滑的圓柱體，其橫斷面幾乎是完整的圓形。 因表面光滑，纖

16、維之間的抱合力非常小。因表面光滑，纖維之間的抱合力非常小。 玻璃鋼使用的玻璃纖維直徑玻璃鋼使用的玻璃纖維直徑1.5 m30 m，一般為，一般為4 14 14 mm。 其密度為其密度為2.164.30g/cm4.30g/cm3 3，比有機(jī)纖維大很多，但比一般金屬密度比有機(jī)纖維大很多，但比一般金屬密度 要低。要低。 纖維 名稱 羊毛蠶絲棉花人造絲尼龍?zhí)祭w維 玻璃纖維 無堿有堿 密度 g/cm3 1.28 1.33 1.30 1.45 1.50 1.60 1.50 1.60 1.141.4 2.62. 7 2.4 2.6 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的

17、物理性能 （2 2）玻璃纖維力學(xué)性能）玻璃纖維力學(xué)性能 1、玻璃纖維拉伸強(qiáng)度、玻璃纖維拉伸強(qiáng)度 玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度比同成分的塊狀玻璃高幾十倍。玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度比同成分的塊狀玻璃高幾十倍。 塊狀有堿玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度：塊狀有堿玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度：40MPa100MPa，玻璃纖維的拉，玻璃纖維的拉 伸強(qiáng)度伸強(qiáng)度15004000MPa，是一般合成纖維的，是一般合成纖維的10倍。倍。 微裂紋假說：微裂紋假說： 玻璃的理論強(qiáng)度很高，可達(dá)玻璃的理論強(qiáng)度很高，可達(dá)2000 12000 MPa，但實測強(qiáng)度比較，但實測強(qiáng)度比較 低。在玻璃或玻璃纖維中存在著數(shù)量不等、尺寸不同的微裂紋，大低。在玻璃或玻璃纖維中存

18、在著數(shù)量不等、尺寸不同的微裂紋，大 大降低了強(qiáng)度。微裂紋分布在玻璃或玻璃纖維的整個體積內(nèi)，但以大降低了強(qiáng)度。微裂紋分布在玻璃或玻璃纖維的整個體積內(nèi)，但以 表面的微裂紋危害最大。由于微裂紋的存在，使玻璃在外力作用下表面的微裂紋危害最大。由于微裂紋的存在，使玻璃在外力作用下 受力不均，微裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而使強(qiáng)度下降。受力不均，微裂紋處產(chǎn)生應(yīng)力集中，從而使強(qiáng)度下降。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素 a.a.纖維直徑和長度對拉伸強(qiáng)度的影響纖維直徑和長度對拉伸強(qiáng)度的影響 直徑越細(xì)，拉伸強(qiáng)度越高；直

19、徑越細(xì)，拉伸強(qiáng)度越高； 隨著纖維長度的增加，拉伸強(qiáng)度顯著下降。隨著纖維長度的增加，拉伸強(qiáng)度顯著下降。 直徑(m) 性能 457911 拉伸強(qiáng)度(MPa)3000 38002400 29001750 21501250170010501250 玻璃纖維長度(mm)纖維直徑(m)平均拉伸強(qiáng)度(MPa) 5131500 2012.51210 9012.7360 156013720 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素 b.b.化學(xué)組成對拉伸強(qiáng)度的影響化學(xué)組成對拉伸強(qiáng)度的影響 含堿量越高，強(qiáng)度越低；含堿量越高

20、，強(qiáng)度越低； 無堿玻璃纖維比有堿玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度高無堿玻璃纖維比有堿玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度高20%20%。 無堿玻璃纖維成型溫度高、硬化速度快、結(jié)構(gòu)鍵能大。無堿玻璃纖維成型溫度高、硬化速度快、結(jié)構(gòu)鍵能大。 氧化鈉、氧化鉀等堿性氧化物為助熔氧化物，它主要通過破壞氧化鈉、氧化鉀等堿性氧化物為助熔氧化物，它主要通過破壞 玻璃骨架，使結(jié)構(gòu)疏松，從而達(dá)到助溶的目的。氧化鈉和氧化鉀的玻璃骨架，使結(jié)構(gòu)疏松，從而達(dá)到助溶的目的。氧化鈉和氧化鉀的 含量越高，玻璃纖維的強(qiáng)度會相應(yīng)的降低。含量越高，玻璃纖維的強(qiáng)度會相應(yīng)的降低。 玻璃纖維纖維直徑(m)拉伸強(qiáng)度(MPa) 無堿5.012000 有堿4.701600 JI

21、AXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素 c.c.存放時間對強(qiáng)度的影響存放時間對強(qiáng)度的影響 玻璃纖維存放一段時間后其強(qiáng)度會降低玻璃纖維存放一段時間后其強(qiáng)度會降低纖維的老化。纖維的老化。 原因：空氣中的水分和氧氣對纖維侵蝕原因：空氣中的水分和氧氣對纖維侵蝕。 d.d.施加負(fù)荷時間對強(qiáng)度的影響施加負(fù)荷時間對強(qiáng)度的影響 玻璃纖維強(qiáng)度隨著施加負(fù)荷時間的增長而降低玻璃纖維強(qiáng)度隨著施加負(fù)荷時間的增長而降低，環(huán)境濕度較高環(huán)境濕度較高 時，尤其明顯時，尤其明顯。 原因：吸附在微裂紋中的水分，在外力作用下，使微裂紋擴(kuò)展原因：

22、吸附在微裂紋中的水分，在外力作用下，使微裂紋擴(kuò)展 速度加速。速度加速。 e.e.玻璃纖維成型方法和條件對強(qiáng)度的影響玻璃纖維成型方法和條件對強(qiáng)度的影響 玻璃硬化速度快，纖維強(qiáng)度也越高。玻璃硬化速度快，纖維強(qiáng)度也越高。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 2、玻璃纖維彈性模量、玻璃纖維彈性模量 影響玻璃纖維的彈性模量的主要因素：化學(xué)組成。影響玻璃纖維的彈性模量的主要因素：化學(xué)組成。 加入加入BeO、MgO能提高玻璃纖維的彈性模量。能提高玻璃纖維的彈性模量。 纖維種類彈性模量(MPa)延伸率(%) 無堿纖維(E)720003.0 有堿纖維(A)66

23、0002.7 棉纖維10000120007.8 羊毛纖維60002535 亞麻纖維300005000023 芳綸纖維30002025 高合金鋼160000 鋁合金4200046000 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 （3）玻璃纖維的耐磨性和耐折性）玻璃纖維的耐磨性和耐折性 玻璃纖維的耐磨性和耐折性能很差，尤其在潮濕環(huán)境下玻璃纖玻璃纖維的耐磨性和耐折性能很差，尤其在潮濕環(huán)境下玻璃纖 維表面吸附水分后能加速微裂紋的擴(kuò)展。維表面吸附水分后能加速微裂紋的擴(kuò)展。 纖維的柔性一般以斷裂前的彎曲半徑大小表示，彎曲半徑越小，纖維的柔性一般以斷裂前的彎曲半

24、徑大小表示，彎曲半徑越小， 柔性越好。柔性越好。 通通訊訊光光纖纖 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 2、 玻璃纖維的耐熱性玻璃纖維的耐熱性 玻璃纖維的耐熱性較高，軟化點為玻璃纖維的耐熱性較高，軟化點為550580，熱膨脹系數(shù)為，熱膨脹系數(shù)為 4.810-6 ；200 250以下，玻璃纖維強(qiáng)度不變以下，玻璃纖維強(qiáng)度不變。 （4） 玻璃纖維的熱性能玻璃纖維的熱性能 1、 玻璃纖維的導(dǎo)熱性玻璃纖維的導(dǎo)熱性 玻璃導(dǎo)熱系數(shù)：玻璃導(dǎo)熱系數(shù)：0.69W/(mK)1.16W/(mK) 玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)：玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)：0.035W/(mK) 原因：纖維

25、間的空隙較大，容積密度較小，空氣導(dǎo)熱系數(shù)低。原因：纖維間的空隙較大，容積密度較小，空氣導(dǎo)熱系數(shù)低。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.4 玻璃玻璃纖維纖維的物理性能的物理性能 （5）玻璃纖維的電性能）玻璃纖維的電性能 玻璃材料及玻璃纖維在外電場的作用下，玻璃纖維內(nèi)的離子產(chǎn)玻璃材料及玻璃纖維在外電場的作用下，玻璃纖維內(nèi)的離子產(chǎn) 生遷移而具有一定的導(dǎo)電性能。生遷移而具有一定的導(dǎo)電性能。 玻璃纖維的導(dǎo)電主要取決于玻璃纖維的導(dǎo)電主要取決于化學(xué)組成、溫度化學(xué)組成、溫度和和濕度濕度。無堿纖維。無堿纖維 絕緣性能比有堿纖維好，因為無堿纖維中的金屬離子少。絕緣性能比有堿纖維好，因為無堿纖維中的金屬

26、離子少。 空氣濕度對玻璃纖維的電阻率影響很大，濕度增加，電阻下降?？諝鉂穸葘ΣＡЮw維的電阻率影響很大，濕度增加，電阻下降。 （6） 玻璃纖維的光學(xué)性能玻璃纖維的光學(xué)性能 玻璃本身可作為優(yōu)良的透光材料，但制成玻璃纖維后，其透光玻璃本身可作為優(yōu)良的透光材料，但制成玻璃纖維后，其透光 性能大大下降，遠(yuǎn)不如塊狀玻璃。性能大大下降，遠(yuǎn)不如塊狀玻璃。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.5 玻璃玻璃纖維纖維的化的化學(xué)學(xué)性能性能 化學(xué)成分對玻璃纖維化學(xué)穩(wěn)定性的影響：化學(xué)成分對玻璃纖維化學(xué)穩(wěn)定性的影響： 1、 玻璃纖維除玻璃纖維除氫氟酸氫氟酸(HF)、濃堿、濃堿(NaOH)、濃磷酸、濃磷酸外，對所外

27、，對所 有化學(xué)藥品和有機(jī)溶劑有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。有化學(xué)藥品和有機(jī)溶劑有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。 2、玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性主要取決于其成分中的、玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性主要取決于其成分中的二氧化硅及二氧化硅及 堿金屬氧化物堿金屬氧化物的含量。的含量。二氧化硅含量多能提高玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定二氧化硅含量多能提高玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定 性；堿金屬氧化物會使化學(xué)穩(wěn)定性降低性；堿金屬氧化物會使化學(xué)穩(wěn)定性降低。 原因：二氧化硅四面體相互連接構(gòu)成的玻璃纖維骨架，很難與原因：二氧化硅四面體相互連接構(gòu)成的玻璃纖維骨架，很難與 水和酸反應(yīng)（磷酸、水和酸反應(yīng)（磷酸、HF除外）；玻璃纖維中還有鈉、鉀、鈣等金除外）；玻璃纖維中還有鈉、

28、鉀、鈣等金 屬離子及二氧化硅與金屬離子結(jié)合的硅酸鹽部分，多數(shù)侵蝕是溶解屬離子及二氧化硅與金屬離子結(jié)合的硅酸鹽部分，多數(shù)侵蝕是溶解 玻璃纖維中的金屬離子或破壞硅酸鹽部分。玻璃纖維中的金屬離子或破壞硅酸鹽部分。 JIAXING UNIVERSITY 2.2.6 玻璃玻璃纖維纖維及其制品及其制品 玻璃纖維織物常見品種玻璃纖維織物常見品種 玻璃纖維品種主要有玻璃纖維品種主要有玻璃纖維布、玻璃纖維氈、玻璃纖維玻璃纖維布、玻璃纖維氈、玻璃纖維 帶等。帶等。 玻璃玻璃纖維纖維布布玻璃玻璃纖維氈纖維氈 JIAXING UNIVERSITY 1加料孔；加料孔；2鉑針；鉑針；3坩堝；坩堝； 4電極板；電極板；5玻

29、璃液；玻璃液；6漏板；漏板； 7玻璃纖維單絲；玻璃纖維單絲；8集束輪；集束輪； 9玻璃纖維原紗；玻璃纖維原紗；10拉絲卷筒拉絲卷筒 （1）玻璃纖維的生產(chǎn)工藝）玻璃纖維的生產(chǎn)工藝 坩堝法拉絲、池窯漏板法拉絲坩堝法拉絲、池窯漏板法拉絲 1、坩堝法拉絲工藝、坩堝法拉絲工藝 生產(chǎn)工藝由生產(chǎn)工藝由制球、拉絲與紡制球、拉絲與紡 織織兩部分組成，整個拉絲過程中兩部分組成，整個拉絲過程中 加球和拉絲溫度控制是由自動控加球和拉絲溫度控制是由自動控 制裝置來完成的。制裝置來完成的。 2.2.6 玻璃玻璃纖維纖維及其制品及其制品 JIAXING UNIVERSITY 2、 池窯漏板法拉絲工藝池窯漏板法拉絲工藝 池窯

30、拉絲是池窯拉絲是連續(xù)玻璃纖維生產(chǎn)連續(xù)玻璃纖維生產(chǎn)的一種新的工藝方法。池窯的一種新的工藝方法。池窯 拉絲是將玻璃配合料投入熔窯熔化后直接拉制成各種支數(shù)的連拉絲是將玻璃配合料投入熔窯熔化后直接拉制成各種支數(shù)的連 續(xù)玻璃纖維。續(xù)玻璃纖維。 2.2.6 玻璃玻璃纖維纖維及其制品及其制品 池窯拉絲池窯拉絲 巨石集團(tuán)池窯拉巨石集團(tuán)池窯拉 絲車間絲車間 JIAXING UNIVERSITY 池窯拉絲與坩堝拉絲相比較，具有如下優(yōu)點：池窯拉絲與坩堝拉絲相比較，具有如下優(yōu)點： 1、省去制球工藝，簡化工藝流程，效率高；、省去制球工藝，簡化工藝流程，效率高； 2、池窯拉絲一窯可安裝、池窯拉絲一窯可安裝10塊到上百塊漏

31、板，熔量大，生產(chǎn)能塊到上百塊漏板，熔量大，生產(chǎn)能 力高；力高； 3、易實現(xiàn)自動化；、易實現(xiàn)自動化； 4、適于多孔大漏板生產(chǎn)玻璃鋼適用的粗纖維；、適于多孔大漏板生產(chǎn)玻璃鋼適用的粗纖維； 5、生產(chǎn)的廢紗便于回爐。、生產(chǎn)的廢紗便于回爐。 2.2.6 玻璃玻璃纖維纖維及其制品及其制品 JIAXING UNIVERSITY （2）玻璃纖維紗的制造）玻璃纖維紗的制造 玻璃纖維紗可分玻璃纖維紗可分無捻紗無捻紗及及有捻紗有捻紗兩種。兩種。 無捻紗一般用增強(qiáng)型浸潤劑，由原紗直接并股、絡(luò)紗制成。無捻紗一般用增強(qiáng)型浸潤劑，由原紗直接并股、絡(luò)紗制成。 有捻紗則多用紡織型浸潤劑，原紗經(jīng)過退繞、加捻、并股、有捻紗則多用紡織型浸潤劑，原紗經(jīng)過退繞、加捻、并股、 絡(luò)紗而制成。絡(luò)紗而制成。 2.2.6 玻璃玻璃纖維纖維及其制品及其制品 （3）玻璃纖維紗的規(guī)格及性能）玻璃纖維紗的規(guī)格及性能 纖維支數(shù)有兩種表示方法：纖維支數(shù)有兩種表示方法： (1) 定質(zhì)量法定質(zhì)量法 用質(zhì)量為用質(zhì)量為1g1g的原紗的長度來表示，即：的原紗的長度來表示，即： 原紗克質(zhì)量數(shù)）纖維質(zhì)量（ 測量）纖維長度（通常用 纖維支數(shù) m100 m100 例如：例如：40支紗，就是指質(zhì)量為支紗，就