玻璃纖維簡介

1、玻璃纖維（英文原名為：glass fiber或fiberglass ）是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾米個微米，相當于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 ，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟各個領域?；窘榻B玻璃一般人之觀念為質(zhì)硬易碎物體，并不適于作為結(jié)構(gòu)用材，但如其抽成絲后，則其強度大為增加且具 玻璃纖維有柔軟性，故配合樹

2、脂賦予形狀以后終于可以成為優(yōu)良之結(jié)構(gòu)用材。玻璃纖維隨其直徑變小其強度增高。 CAS NO:14808-60-7特點介紹 原料及其應用玻璃纖維比有機纖維耐溫高，不燃，抗腐，隔熱、隔音性好(特別是玻璃棉 ，抗拉強度高，電絕緣性好（如無堿玻璃纖維）。但性脆，耐磨性較差。玻璃纖維主要用作電絕緣材料，工業(yè)過濾材料，防腐、 防潮、 隔熱、隔音、減震材料。還可作為增強材料，用來制造增強塑料（見彩圖）或增強橡膠、增強石膏和增強水泥等制品。用有機材料被覆玻璃纖維可提高其柔韌性，用以制成包裝布、窗紗、貼墻布、覆蓋布、防護服和絕電、隔音材料。作為補強材玻璃纖維具有以下之特點，這些特點使玻璃纖維之使用遠較其他種類纖維

3、來得廣泛，發(fā)展速度亦遙遙領先其特性列舉如下： (1拉伸強度高，伸長小(3%。 (2彈性系數(shù)高，剛性佳。 (3彈性限度內(nèi)伸長量大且拉伸強度高，故吸收沖擊能量大。 (4為無機纖維，具不燃性，耐化學性佳。 (5吸水性小。 (6尺度安定性，耐熱性均佳。 (7加工性佳，可作成股、束、氈、織布等不同形態(tài)之產(chǎn)品。 (8透明可透過光線.(9與樹脂接著性良好之表面處理劑之開發(fā)完成。 (10價格便宜。 (11不易燃燒，高溫下可熔成玻璃狀小珠。主要成分其主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據(jù)玻璃中堿含量的多少，可分為無堿玻璃纖維（氧化鈉02，屬鋁硼硅酸鹽玻璃）、中堿玻璃纖維（氧化鈉812

4、, 屬含硼或不含硼的鈉鈣硅酸鹽玻璃）和高堿玻璃纖維（氧化鈉13以上，屬鈉鈣硅酸鹽玻璃）。材料分類玻璃纖維按形態(tài)和長度，可分為連續(xù)纖維、定長纖維和玻璃棉；按玻璃成分，可分為無堿、耐化學、高堿、中堿、高強度、高彈性模量和抗堿玻璃纖維等。 生產(chǎn)玻璃纖維的主要原料是：石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白云石、硼酸、純堿、芒硝、螢石 磨碎玻璃纖維 等。生產(chǎn)方法大致分兩類：一類是將熔融玻璃直接制成纖維；一類是將熔融玻璃先制成直徑20mm 的玻璃球或棒，再以多種方式加熱重熔后制成直徑為 380m 的甚細纖維。通過鉑合金板以機械拉絲方法拉制的無限長的纖維，稱為連續(xù)玻璃纖維，通稱長纖維。通過輥筒或氣流制成的非連續(xù)

5、纖維, 稱為定長玻璃纖維, 通稱短纖維。借離心力或高速氣流制成的細、短、絮狀纖維，稱為玻璃棉。玻璃纖維經(jīng)加工，可制成多種形態(tài)的制品，如紗、無捻粗紗、短切原絲、布、帶、氈、板、管等。 玻璃纖維按組成、性質(zhì)和用途，分為不同的級別。按標準級規(guī)定(見表 ，E 級玻璃纖維使用最普遍，廣泛用于電絕緣材料；S 級為特殊纖維，雖然產(chǎn)量小，但很重要，因具有超強度，主要用于軍事防御，如防彈箱等；C 級比E 級更具耐化學性，用于電池隔離板、化學濾毒器；A 級為堿性玻璃纖維，用于生產(chǎn)增強材料。 生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。國際上已經(jīng)商品化的纖維用的玻璃成分如下： E-玻璃亦稱無堿玻璃，是一種硼硅酸鹽

6、玻璃。目前是應用最廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分，具有良好的電氣絕緣性及機械性能，廣泛用于生產(chǎn)電絕緣用玻璃纖維，也大量用于生產(chǎn)玻璃鋼用玻璃纖維，它的缺點是易被無機酸侵蝕，故不適于用在酸性環(huán)境。 C-玻璃亦稱中堿玻璃，其特點是耐化學性特別是耐酸性優(yōu)于無堿玻璃，但電氣性能差，機械強度低于無堿玻璃纖維10%20%，通常國外的中堿玻璃纖維含一定數(shù)量的三氧化二硼，而我國的中堿玻璃纖維則完全不含硼。在國外，中堿玻璃纖維只是用于生產(chǎn)耐腐蝕的玻璃纖維產(chǎn)品，如用于生產(chǎn)玻璃纖維表面氈等， 玻璃纖維棒也用于增強瀝青屋面材料，但在我國中堿玻璃纖維占據(jù)玻璃纖維產(chǎn)量的一大半（60%），廣泛用于玻璃鋼的增強以及過濾織物，包扎

7、織物等的生產(chǎn)，因為其價格低于無堿玻璃纖維而有較強的競爭力。高強玻璃纖維其特點是高強度、高模量，它的單纖維抗拉強度為2800MPa ，比無堿玻纖抗拉強度高25%左右，彈性模量86000MPa ，比E-玻璃纖維的強度高。用它們生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲及運動器械。但是由于價格昂貴，目前在民用方面還不能得到推廣，全世界產(chǎn)量也就幾千噸左右。AR 玻璃纖維亦稱耐堿玻璃纖維，主要是為了增強水泥而研制的。A 玻璃亦稱高堿玻璃，是一種典型的鈉硅酸鹽玻璃，因耐水性很差，很少用于生產(chǎn)玻璃纖維。E-CR 玻璃是一種改進的無硼無堿玻璃，用于生產(chǎn)耐酸耐水性好的玻璃纖維，其耐水性比無堿玻纖改善78倍，耐酸

8、性比中堿玻纖也優(yōu)越不少，是專為地下管道、貯罐等開發(fā)的新品種。D 玻璃亦稱低介電玻璃，用于生產(chǎn)介電強度好的低介電玻璃纖維。 除了以上的玻璃纖維成分以外，近年來還出現(xiàn)一種新的無堿玻璃纖維，它完全不含硼，從而減輕環(huán)境污染，但其電絕緣性能及機械性能都與傳統(tǒng)的E 玻璃相似。另外還有一種雙玻璃成分的玻璃纖維，已用在生產(chǎn)玻璃棉中，據(jù)稱在作玻璃鋼增強材料方面也有潛力。此外還有無氟玻璃纖維，是為環(huán)保要求而開發(fā)出來的改進型無堿玻璃纖維。玻璃纖維的強伸性能測試玻璃纖維的拉伸強度高，伸長小(3%，測試方法標準有：GB/T14338-1993合成短纖維卷曲性試驗方法，GB/T 15232-1994 紡織玻璃纖維 氈 拉

9、伸斷裂強力的測定，GB/7689.5玻璃纖維拉伸斷裂強力和斷裂伸長的測定，GB T15232-1994紡織玻璃纖維氈拉伸斷裂強力的測定，GB/T 7689.5-2001|增強材料 機織物試驗方法 第5部分:玻璃纖維拉伸斷裂強力和斷裂伸長的測定等等。單纖維強伸性能試驗要采用能測試玻璃纖維的高強高模纖維強力儀。品種用途無捻粗紗無捻粗紗是由平行原絲或平行單絲集束而成的。無捻粗紗按玻璃成分可劃分為：無堿玻璃無捻粗紗和中堿玻璃無捻粗紗。生產(chǎn)玻璃粗紗所用玻纖直徑從1223m 。無捻粗紗的號數(shù)從150號到9600號（tex ）。無捻粗紗可直接用于某些復合材料工藝成型方法中，如纏繞、拉擠工藝，因其張力均勻，也

10、可織成無捻粗紗織物，在某些用途中還將無捻粗紗進一步短切。 （1）噴射用無捻粗紗 適合于玻璃鋼噴射成型使用的無捻粗紗要具備如下性能：良好的切割性，在連續(xù)高速切割時產(chǎn)生的靜電少；無捻粗紗切割后分散成原絲的效率要高，也即分束率高，通常要求90%以上；短切后的原絲具有優(yōu)良的覆模性，可覆蓋在模具的各個角落；樹脂浸透快，易于被輥子輥平并易于驅(qū)趕氣泡；原絲筒退解性能好，粗紗線密度均勻，適合于各種噴槍及纖維輸送系統(tǒng)。噴射用無捻粗紗都是由多股原絲絡制而成，每股原絲含200根玻纖單絲。 （2）SMC 用無捻粗紗 SMC 即片狀模塑料，主要用于壓制汽車部件、浴缸、水箱板、凈化槽、各種座椅 玻璃纖維方格布等。SMC

11、用無捻粗紗在制造SMC 片材時要切成lin(25mm的長度，分散在樹脂糊中，因此對SMC 用無捻粗紗的要求是短切性好，毛絲少，抗靜電性優(yōu)良，在切割時短切絲不會粘附在刀輥上。對著色的SMC 而言，無捻粗紗要在高顏料含量的樹脂糊中被樹脂浸透。通常SMC 無捻粗紗一般為2400tex ，少數(shù)情況下也有用4800tex 的。（3）纏繞用無捻粗紗 纏繞法用于制造各種口徑的玻璃鋼管、貯罐等。纏繞用無捻粗紗的號數(shù)從1200號到9600號，纏繞大型管道及貯罐多傾向于直接無捻粗紗，如4800tex 的直接無捻粗紗。對纏繞用無捻粗紗的要求如下：成帶性好，呈扁帶狀；無捻粗紗退解性好，在從紗筒退解時不脫圈，不形成&q

12、uot; 鳥巢" 狀亂絲；張力均勻，無懸垂現(xiàn)象；線密度均勻，一般須小于±7%；無捻粗紗浸透性好，從樹脂槽通過時易為樹脂潤濕及浸透。 （4）拉擠用無捻粗紗 拉擠用于制造斷面一致的各種型材，其特點是玻纖含量高，單向強度大。拉擠用無捻粗紗可以是多股原絲并合的也可以是直接的無捻粗紗，其線密度范圍為1100號到4400號。各種性能要求與纏繞無捻粗紗大體相同。 （5）織造用無捻粗紗 無捻粗紗的一個重要用途是織造各種厚度的方格布或單向無捻粗紗織物，它們大多用于手糊玻璃鋼成型工藝中。對強造用無捻粗紗有如下要求：良好的耐磨性；良好的成帶性；織造用無捻粗紗在織造前需經(jīng)強制烘干；無捻粗紗張力均勻

13、，懸垂度應符合一定標準；無捻粗紗退解性好；無捻粗紗浸透性好。 （6）預型體用無捻粗紗 在預型體工藝中，無捻粗紗被短切并噴附在預定形狀的網(wǎng)上，同時噴少量樹脂使纖維網(wǎng)固定成形，然后將成形的纖維網(wǎng)片移入金屬模具中，注入樹脂熱壓成形，即得制品。對于這種工藝的無捻粗紗的性能要求與對噴射無捻粗紗的要求基本相同。無捻粗紗織物（方格布）方格布是無捻粗紗平紋織物，是手糊玻璃鋼重要基材。方格布的強度主要在織物的經(jīng)緯方向上，對于要求經(jīng)向或緯向強度高的場合，也可以織成單向方格布，它可以在經(jīng)向或緯向布置較多的無捻粗紗。 對方格布的質(zhì)量要求如下：織物均勻，布邊平直，布面平整呈席狀，無污漬、起毛、折痕、皺紋等；經(jīng)、緯密，面

14、積重量，布幅及卷長均符合標準；卷繞在牢固的紙芯上，卷繞整齊；迅速、良好的樹脂透性；織物制成的層合材料的干、濕態(tài)機械強度均應達到要求。 用方格布鋪敷成型的復合材料其特點是層間剪切強度低，耐壓和疲勞強度差。玻璃纖維氈片 （1）短切原絲氈 將玻璃原絲（有時也用無捻粗紗）切割成50mm 長，將其隨機但均勻地鋪陳在網(wǎng)帶上，隨后施以乳液粘結(jié)劑或撒布上粉末結(jié)劑經(jīng)加熱固化后粘結(jié)成短切原絲氈。短切氈主要用于手糊、連續(xù)制板和對模模壓和SMC 工藝中。對短切原絲氈的質(zhì)量要求如下：沿寬度方向面積質(zhì)量均勻；短切原絲在氈面中分布均勻，無大孔眼形成，粘結(jié)劑分布均勻；具有適中的干氈強度；優(yōu)良的樹脂浸潤及浸透性。 （2）連續(xù)原

15、絲氈 將拉絲過程中形成的玻璃原絲或從原絲筒中退解出來的連續(xù)原絲呈8字形鋪敷在連續(xù)移動網(wǎng)帶上，經(jīng)粉末粘結(jié)劑粘合而成。連續(xù)玻纖原絲氈中纖維是連續(xù)的，故其對復合材料的增強效果較短切氈好。主要用在拉擠法、RTM 法、壓力袋法及玻璃氈增強熱塑料（GMT ）等工藝中。 （3）表面氈 玻璃鋼制品通常需要形成富有樹脂層，這一般是用中堿玻璃表面氈來實現(xiàn)。這類氈由于采用中堿玻璃（C ）制成，故賦予玻璃鋼耐化學性特別是耐酸性，同時因為氈薄、玻纖直徑較細之故，還可吸收較多樹脂形成富樹脂層，遮住了玻璃纖維增強材料（如方格布）的紋路，起到表面修飾作用。 （4）針刺氈 針刺氈或分為短切纖維針刺氈和連續(xù)原絲針刺氈。短切纖維針

16、刺氈是將玻纖粗紗短切成50mm ，隨機鋪放在預先放置在傳送帶上的底材上，然后用帶倒鉤的針進行針刺，針將短切纖維刺進底材中，而鉤針又將一些纖維向上帶起形成三維結(jié)構(gòu)。所用底材可以是玻璃纖維或其它纖維的稀織物，這種針刺氈有絨毛感。其主要用途包括用作隔熱隔聲材料、襯熱材料、過濾材料，也可用在玻璃鋼生產(chǎn)中，但所制玻璃鋼強度較低，使用范圍有限。另一類連續(xù)原絲針互勾連的三維結(jié)構(gòu)的氈。這種氈主要用于玻璃纖維增強熱塑料可沖壓片材的生產(chǎn)。 （5）縫合氈 短切玻璃纖維從 50mm 乃至60cm 長均可用縫編機將其縫合成短切纖維 或長纖維氈，前者可 玻璃纖維紗 在若干用途方面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的粘結(jié)劑粘結(jié)的短切氈，后者則在一定

17、程度上代替連續(xù)原 絲 氈。它們的共同優(yōu)點是不含粘結(jié)劑，避免了生產(chǎn)過程的污染，同時浸透性能好，價 格 較低。 短切原絲和磨碎纖維 （1）短切原絲 短切原絲分干法短切原絲及濕法短切原絲。前者用在增強塑料 生 產(chǎn)中，而后者則用于造紙。用于玻璃鋼的短切原絲又分為增強熱固性樹脂（BMC）用 短切原絲和增強熱塑性樹脂用短切原絲兩大類。對增強熱塑性塑料用短切原絲的要 求 是用無堿玻璃纖維，強度高及電絕緣性好，短切原絲集束性好、流動性好、白度較 高。 增強熱固性塑料短切原絲要求集束性好，易為樹脂很快浸透，具有很好的機械強度 及 電氣性能。 （2）磨碎纖維 磨碎纖維系由錘磨機或球磨機將短切纖維磨碎而成。 磨碎纖

18、維主要在增強反應注射工藝（ RRIM）中用作增強材料 ，在制造澆鑄制品、模 具等制品時用作樹脂的填料用以改善表面裂紋現(xiàn)象，降低模塑收縮率，也可用作增 強 材料。 玻璃纖維織物 以下介紹的是以玻璃纖維紗線織造的各種玻璃纖維織物。 （1）玻璃布我國 生產(chǎn)的玻璃布，分為無堿和中堿兩類，國外大多數(shù)是無堿玻璃布。玻璃布主要用于生 產(chǎn)各種電絕緣層壓板、印刷線路板、各種車輛車體、貯罐、船艇、模具等。中堿玻璃 布主要用于生產(chǎn)涂塑包裝布，以及用于耐腐蝕場合。織物的特性由纖維性能、經(jīng)緯密 度、紗線結(jié)構(gòu)和織紋所決定。經(jīng)緯密度又由紗結(jié)構(gòu)和織紋決定。經(jīng)緯密加上紗結(jié)構(gòu)， 就決定了織物的物理性質(zhì)，如重量、厚度和斷裂強度等。

19、有五種基本的織紋：平紋、 斜紋、緞紋、羅紋和席紋。 （2）玻璃帶 玻璃帶分為有織邊帶和無織邊帶（毛 邊帶）主要織防腐是平紋。玻璃帶常用于制造高強度、介電性能好的 電氣設備零部件。 （3）單向織物 單向織物是一種粗經(jīng)紗和細緯紗織成的四經(jīng)破緞紋或長軸緞紋織物。 其特點是在經(jīng)紗主向上具有高強度。 （4）立體織物立體織物是相對平面織物 而 言，其結(jié)構(gòu)特征從一維二維發(fā)展到了三維，從而使以此為 增強體的復合材料具有良 好 的整體性和仿形性，大大提高了復合材料的層間剪切強度和抗損傷容限。它是隨著 航 天、航空、兵器、船舶等部門的特殊需求發(fā)展起來的，目前其應用已拓展至汽車、體 育運動器材、醫(yī)療器械等部門。主要

20、有五類：機織三維織物、針織三維織物、正交及 非正交非織造三維織物、三維編織織物和其它形式的三維織物。立體織物的形狀有 塊 狀、柱狀、管狀、空心截錐體及變厚度異形截面等。 （5）異形織物 異形織物 的形狀和它所要增強的制品的形狀非常相似，必須在專用的織機上織造。對稱形狀 的 異形織物有：圓蓋、錐體、帽、啞鈴形織物等，還可以制成箱、船殼等不對稱形狀。 （6）槽芯織物 槽芯織物是由兩層平行的織物，用縱向的豎條連接起來所組成的織物， 其橫截面形狀可以是三角形或矩形。 （7）玻璃纖維縫編織物 亦稱為針織氈或 編織氈，它既不同于普通的織物，也不同于通常意義的氈。最典型的縫編織物是一層 經(jīng)紗與一層緯紗重疊在

21、一起，通過縫編將經(jīng)紗與緯紗編織在一起成為織物?？p編織 物 的優(yōu)點如下：它可以增加玻璃鋼層合制品的極限抗張強度，張力下的抗脫層強度 以 及抗彎強度；減輕玻璃鋼制品的重量；表面平整使玻璃鋼表面光滑；簡化手糊 操作，提高勞動生產(chǎn)率。這種 增強材料可以在拉擠法玻璃鋼及 RTM 中代替連續(xù)原絲 氈，還可以在離心法玻璃鋼管生產(chǎn)中取代方格布。 組合玻璃纖維增強材料 70年代以來，出現(xiàn)了把短切原絲氈、連續(xù)原絲氈、無捻粗紗織物和無捻粗紗等， 按一定的順序組合起來的增強材料，大體有以下幾種： 粗紗織物 （2）短切原絲氈+無捻粗紗布+短切原絲氈 （1）短切原絲氈+無捻 玻璃纖維 （3）短切原絲氈+連續(xù)原絲氈+短切原

22、絲氈 （5）短切原絲氈或布 +單向碳纖維 單向無捻粗紗或玻璃細棒+玻璃布 （4）短切原比氈+隨機無捻粗紗 （7）玻璃布 + （6）短切原絲+表面氈 玻璃纖維濕法氈 玻璃纖維無紡布系列產(chǎn)品起源于歐洲，后引入美國、日本、中國等國家。我國先 后建立幾條大型生產(chǎn)線，主要技術來自于德國技術如常州的中興天馬、陜西華特。 國內(nèi)玻璃纖維濕法氈主要分類： 國內(nèi)玻璃纖維濕法氈主要分類 ： （1）屋面氈 用于改性瀝青防水卷材、彩色 瀝 青瓦等防水材料的基材； 結(jié)合 防止地下管道腐蝕； 室、高檔酒店； 方塊 地毯的基材； （2）管道氈 用于石油、天然氣管道的包覆，與瀝青 （3）表 面氈 玻璃 鋼制品的塑形和表面拋光；

23、 （6）地毯氈 用作 （4）貼面氈 用于墻面和天花板，可以防止涂料的開裂、橘皮，多用于裝飾大型會 議 （5）地板氈 用作 PVC 地板的基材； （7）覆 銅板氈 貼附 于覆銅板可增強其沖、鉆性能； （8）蓄電池隔板氈 用作鋁酸蓄電池隔板氈的基材。 玻璃纖維布 主要用途玻璃鋼行業(yè)（約占70%） 。建筑行業(yè)也有用玻璃纖維布的，主要作用就 是增加強度。也作建筑外墻保溫層，內(nèi)墻裝飾，內(nèi)墻防潮防火等 維壁布，玻璃纖維電子布。 玻璃纖維布品 種 ：玻璃纖維網(wǎng)格布，玻璃纖維方格布，玻璃纖維平紋布，玻璃纖維軸向布，玻璃 纖 現(xiàn)狀前景 玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料，隨著市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展，玻璃纖維 成 為

24、建筑、交通、電子、電氣、化工、冶金、環(huán)境保護、國防等行業(yè)必不可少的原材 料。 由于在多個領域得到廣泛應用，因此，玻璃纖維日益受到人們的重視。全球玻纖生產(chǎn) 消費大國主要是美國、歐洲、日本等發(fā)達國家，其人均玻纖消費量較高。歐洲仍然 是 玻璃纖維消費的最大地區(qū)，用量占全球總用量的35%。 中國玻璃纖維行業(yè)近幾 年的快速發(fā)展，動力來自國內(nèi)和國外兩個市場的拉動。國際市場的擴大，既有總需求 增長的因素，也有來自國際企業(yè)前期因利潤率較低退出行業(yè)后，給國內(nèi)企業(yè)在國際 市 場留下的發(fā)展空間；而國內(nèi)市場的增長，則是來自下游消費行業(yè)的快速發(fā)展。中國玻 璃纖維經(jīng)過了50多年的發(fā)展，已經(jīng)頗具規(guī)模。 2006年，全國累計生產(chǎn)玻璃纖維 紗