玻璃纖維及其制品

1、 增強(qiáng)材料：在復(fù)合材料中，能提高基體材料機(jī)械強(qiáng)度、增強(qiáng)材料：在復(fù)合材料中，能提高基體材料機(jī)械強(qiáng)度、彈性模量等力學(xué)性能的材料。彈性模量等力學(xué)性能的材料。 增強(qiáng)材料不僅能提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和彈性模量，而且增強(qiáng)材料不僅能提高復(fù)合材料的強(qiáng)度和彈性模量，而且能降低收縮率，提高熱變形溫度，并在熱、電、磁等方面賦能降低收縮率，提高熱變形溫度，并在熱、電、磁等方面賦予復(fù)合材料新的性能予復(fù)合材料新的性能增強(qiáng)材料種類增強(qiáng)材料種類物理形態(tài)：纖維狀、片狀、顆粒狀增強(qiáng)材料等物理形態(tài)：纖維狀、片狀、顆粒狀增強(qiáng)材料等玻璃纖維、碳纖維玻璃纖維、碳纖維與石墨纖維、硼纖與石墨纖維、硼纖維、芳綸纖維等維、芳綸纖維等 7.1 概述概

2、述 7.1.1 玻璃纖維的發(fā)展?fàn)顩r玻璃纖維的發(fā)展?fàn)顩r 7.1.2 玻璃纖維的分類玻璃纖維的分類 7.2 玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與組成玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與組成 7.2.1 玻璃纖維的物態(tài)玻璃纖維的物態(tài) 7.2.2 玻璃纖維的結(jié)構(gòu)玻璃纖維的結(jié)構(gòu) 7.2.3 玻璃纖維的化學(xué)組成玻璃纖維的化學(xué)組成 7.3 玻璃纖維的性能玻璃纖維的性能 7.3.1 玻璃纖維的物理性能玻璃纖維的物理性能 7.3.2 玻璃纖維的物理性能玻璃纖維的物理性能 7.4 玻璃纖維及其制品玻璃纖維及其制品 7.4.1 玻璃纖維及其制品的生產(chǎn)工藝玻璃纖維及其制品的生產(chǎn)工藝 7.4.2 玻璃纖維紗的規(guī)格及性能玻璃纖維紗的規(guī)格及性能 玻璃是一種以脆聞

3、名的物質(zhì)。有趣的是，玻璃一旦經(jīng)加熱，被拉制成比頭發(fā)還要細(xì)得多的玻璃纖維之后，它就變得像合成纖維那樣柔軟，而堅(jiān)韌的程度甚至超過了同樣粗細(xì)的不銹鋼絲！玻璃纖維有啥用處呢？ 玻璃繩玻璃繩 玻璃布玻璃布 絕緣材料絕緣材料 玻璃纖維復(fù)合材料玻璃纖維復(fù)合材料 玻璃棉玻璃棉 纖維內(nèi)窺鏡纖維內(nèi)窺鏡 光導(dǎo)纖維光導(dǎo)纖維 用于內(nèi)窺鏡的照明、冷光傳導(dǎo)單絲直徑35微米,通光口徑1-30 mm,保護(hù)層為不銹鋼金屬軟管+硅膠管 透光率高，柔軟性好 纖維光纜的結(jié)構(gòu)和單個(gè)的纖維。注意光纜的橫切面至少30被低折射指數(shù)的金屬包層和非傳導(dǎo)性填充材料所占據(jù)。玻璃纖維是復(fù)合材料中使用量最大的一種增強(qiáng)材料。玻璃纖維是復(fù)合材料中使用量最大的

4、一種增強(qiáng)材料。7.1.1 玻璃纖維的發(fā)展?fàn)顩r玻璃纖維的發(fā)展?fàn)顩r國外玻璃纖維特點(diǎn)：國外玻璃纖維特點(diǎn)：1. 技術(shù)上先進(jìn)，普遍采用池窯拉絲技術(shù)，發(fā)展多排技術(shù)上先進(jìn)，普遍采用池窯拉絲技術(shù)，發(fā)展多排多孔拉絲工藝多孔拉絲工藝 2. 直徑越來越粗，纖維直徑為直徑越來越粗，纖維直徑為1424m，甚至達(dá)到，甚至達(dá)到27m 3. 大量生產(chǎn)無堿玻纖，無紡織玻璃纖維織物大量生產(chǎn)無堿玻纖，無紡織玻璃纖維織物4. 無捻粗紗的短切纖維氈片所占比例增加，偶無捻粗紗的短切纖維氈片所占比例增加，偶聯(lián)劑的品種不斷增加聯(lián)劑的品種不斷增加5. 重視纖維樹脂界面的研究，玻璃纖維的前重視纖維樹脂界面的研究，玻璃纖維的前處理受到普遍重視處理

5、受到普遍重視國內(nèi)玻璃纖維特點(diǎn)：國內(nèi)玻璃纖維特點(diǎn)： 較國外起步較晚，中堿玻璃纖維仍然占大多較國外起步較晚，中堿玻璃纖維仍然占大多數(shù)，正向粗纖維方向發(fā)展，池窯拉絲工藝正在推數(shù)，正向粗纖維方向發(fā)展，池窯拉絲工藝正在推廣，新型偶聯(lián)劑不斷出現(xiàn)，改善了纖維樹脂界廣，新型偶聯(lián)劑不斷出現(xiàn)，改善了纖維樹脂界面，重視纖維面，重視纖維- -樹脂界面的研究。樹脂界面的研究。7.1.2 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、纖維外觀纖維外觀及及纖纖維特性維特性等方面進(jìn)行分類。等方面進(jìn)行分類。 (1) 以玻璃原料成分分類以

6、玻璃原料成分分類 這種分類方法主要用于連續(xù)玻璃纖維的分類。這種分類方法主要用于連續(xù)玻璃纖維的分類。 一般以不同的含堿量來區(qū)分：一般以不同的含堿量來區(qū)分： 無堿玻璃纖維無堿玻璃纖維(通稱通稱E玻璃玻璃)： 國內(nèi)目前規(guī)定堿金屬氧化物含量不大于國內(nèi)目前規(guī)定堿金屬氧化物含量不大于0.5，國，國外一般為外一般為1左右；左右； 中堿玻璃纖維：中堿玻璃纖維：堿金屬氧化物含量為堿金屬氧化物含量為11.512.5； 特種玻璃纖維：特種玻璃纖維：如由純鎂鋁硅三元組成的高強(qiáng)玻如由純鎂鋁硅三元組成的高強(qiáng)玻璃纖維；鎂鋁硅系高強(qiáng)、高彈玻璃纖維；硅鋁鈣璃纖維；鎂鋁硅系高強(qiáng)、高彈玻璃纖維；硅鋁鈣鎂系耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕玻璃纖維；含

7、鉛纖維；高硅鎂系耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕玻璃纖維；含鉛纖維；高硅氧纖維；石英纖維等。氧纖維；石英纖維等。 (2) 以單絲直徑分類以單絲直徑分類 玻璃纖維單絲呈圓柱形，以其直徑的不同可以分玻璃纖維單絲呈圓柱形，以其直徑的不同可以分成幾種：成幾種： 粗纖維：粗纖維： 30m；初級(jí)纖維：；初級(jí)纖維：20m中級(jí)纖維：中級(jí)纖維：10m20m；高級(jí)纖維：高級(jí)纖維：3m10m(亦稱紡織纖維亦稱紡織纖維)；超細(xì)纖維：單絲直徑小于超細(xì)纖維：單絲直徑小于4m。 單絲直徑的不同，不僅纖維的性能有差異，單絲直徑的不同，不僅纖維的性能有差異，而且影響到纖維的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)量和成本。一般而且影響到纖維的生產(chǎn)工藝、產(chǎn)量和成本。一般5m

8、10m纖維作為紡織制品用；纖維作為紡織制品用；10m14m的纖維一般做無捻粗紗、無紡布、短切纖維氈等的纖維一般做無捻粗紗、無紡布、短切纖維氈等較為適宜。較為適宜。(3) 以纖維外觀分類以纖維外觀分類 有連續(xù)纖維，其中有無捻粗紗及有捻粗紗有連續(xù)纖維，其中有無捻粗紗及有捻粗紗( (用于紡織用于紡織) )；短切纖維；空心玻璃纖維；玻璃；短切纖維；空心玻璃纖維；玻璃粉及磨細(xì)纖維等。粉及磨細(xì)纖維等。(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：高強(qiáng)玻璃以纖維本身具有的性能可分為：高強(qiáng)玻璃纖維；高模量玻璃纖維；耐高溫玻璃纖維；耐纖維；高模量玻璃纖維；耐高溫玻璃纖維；耐堿玻璃纖維；耐酸玻

9、璃纖維；普通玻璃纖維堿玻璃纖維；耐酸玻璃纖維；普通玻璃纖維( (指無堿及中堿玻璃纖維指無堿及中堿玻璃纖維) )。 無捻粗紗無捻粗紗短切纖維短切纖維玻璃粉玻璃粉7.2 玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與組玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與組成成7.2.1 玻璃纖維的物態(tài)玻璃纖維是纖維狀的玻璃。玻璃纖維是纖維狀的玻璃。玻璃是無色透明具有光澤的脆性固體。玻璃是無色透明具有光澤的脆性固體。定義：定義：由熔融態(tài)過冷時(shí)因粘度增加而具有固體物理機(jī)由熔融態(tài)過冷時(shí)因粘度增加而具有固體物理機(jī)械性能的械性能的無定形無定形物體，各向同性的均質(zhì)材料。物體，各向同性的均質(zhì)材料。特點(diǎn)：特點(diǎn)：沒有固定的熔點(diǎn)沒有固定的熔點(diǎn)7.2.2 玻璃纖維的結(jié)構(gòu)玻璃纖維的結(jié)構(gòu)

10、微晶結(jié)構(gòu)假說：微晶結(jié)構(gòu)假說： 玻璃是由硅酸塊或二氧化硅的玻璃是由硅酸塊或二氧化硅的“微晶子微晶子”組成，在組成，在“微晶子微晶子”之間由硅酸塊過冷之間由硅酸塊過冷溶液所填充。溶液所填充。 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)，網(wǎng)絡(luò)硼氧三面體相互連成不規(guī)則三維網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)間的空隙由間的空隙由Na、K、Ca、Mg等陽離子所填等陽離子所填充。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)，填充的玻璃性能的基礎(chǔ)，填充的Na、Ca等陽離子稱等陽離子稱為網(wǎng)絡(luò)改性物。為網(wǎng)絡(luò)

11、改性物。 玻璃纖維結(jié)構(gòu)示意圖玻璃纖維結(jié)構(gòu)示意圖 7.2.3 玻璃纖維的化學(xué)組成玻璃纖維的化學(xué)組成 玻璃纖維的化學(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硅酸鹽玻璃；以二氧化硅為主的稱為硅酸鹽玻璃；以三氧化二硼為主的稱為硼酸鹽玻璃。以三氧化二硼為主的稱為硼酸鹽玻璃。氧化鈉、氧化鉀等堿性氧化物為助熔氧化物，它可氧化鈉、氧化鉀等堿性氧化物為助熔氧化物，它可以降低玻璃的熔化溫度和粘度，使玻璃溶液中的氣泡容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

12、，它主要通過破壞玻璃骨架，使結(jié)構(gòu)疏松，從而易排除，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。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(huì)相應(yīng)的降低絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性會(huì)相應(yīng)的降低 加入氧化鈣、三氧化二鋁能在一定條件下構(gòu)成加入氧化鈣、三氧化二鋁能在一定條件下構(gòu)成玻璃網(wǎng)絡(luò)的一部分，改善玻璃的某些性質(zhì)和工藝性。玻璃網(wǎng)絡(luò)的一部分，改善玻璃的某些性質(zhì)和工藝性。 玻璃纖維化學(xué)成分的制定一方面要滿足玻璃纖玻璃纖維化學(xué)成分的制定一方面要滿足玻璃纖維物理和化學(xué)性能的要求，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性；維物理和化學(xué)性能的要求，具有

13、良好的化學(xué)穩(wěn)定性；另一方面要滿足制造工藝的要求，如合適的成型溫另一方面要滿足制造工藝的要求，如合適的成型溫度、硬化速度及粘度范圍。度、硬化速度及粘度范圍。 玻璃玻璃纖維纖維種類種類國內(nèi)外常用玻璃纖維的成分國內(nèi)外常用玻璃纖維的成分SiO2Al2O3CaOMgOZrO2B2O3Na2OK2O無堿無堿1#54.10.715.00.516.50.54.5 0.59.0 0.50.5無堿無堿2#54.50.713.80.516.20.54.0 0.59.0 0.52.0無堿無堿5#67.50.76.6 0.59.5 0.54.2 0.511.5 0.50.5中堿中堿B1766.84.78.54.2312

14、E53.516.317.34.4803C65.0414368S64.325.010.30.3G-2071.01.016.02.49A72.00.6102.514.2E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7.3 玻璃纖維的性能玻璃纖維的性能7.3.1 玻璃纖維的物理性能玻璃纖維的物理性能1. 外觀和密度外觀和密度 玻璃纖維呈表面光滑的圓柱體，表面光滑，玻璃纖維呈表面光滑的圓柱體，表面光滑，纖維之間的抱合力非常小，不利于和樹脂粘結(jié)。纖維之間的抱合力非常小，不利于和樹脂粘結(jié)。玻璃纖維彼此相靠近時(shí)，空隙填充得較為密實(shí)，玻璃纖維彼此相靠近時(shí)，空隙

15、填充得較為密實(shí)，有利于提高玻璃鋼制品的玻璃含量。有利于提高玻璃鋼制品的玻璃含量。纖維纖維名稱名稱羊毛羊毛蠶絲蠶絲棉花棉花人造絲人造絲尼龍尼龍?zhí)祭w維碳纖維玻璃纖維玻璃纖維無堿無堿有堿有堿密度密度g/cm31.281.331.301.451.501.601.50 1.601.141.42.62.72.4 2.6 玻璃鋼使用的玻璃纖維直徑玻璃鋼使用的玻璃纖維直徑5m20m，其，其密度較有機(jī)纖維大很多，但比一般金屬密度要低。密度較有機(jī)纖維大很多，但比一般金屬密度要低。2. 力學(xué)性能力學(xué)性能(1) 拉伸強(qiáng)度拉伸強(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例

16、：塊狀有堿玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度：例：塊狀有堿玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度：40MPa100MPa 玻璃纖維強(qiáng)度：玻璃纖維強(qiáng)度：2000MPa幾種纖維材料和金屬材料的強(qiáng)度幾種纖維材料和金屬材料的強(qiáng)度羊毛羊毛亞麻亞麻棉花棉花生絲生絲尼龍尼龍高強(qiáng)合高強(qiáng)合金鋼金鋼鋁合鋁合金金玻璃玻璃玻璃玻璃纖維纖維纖維纖維直徑直徑(m)1516 5010 2018塊狀塊狀塊狀塊狀塊狀塊狀塊狀塊狀58拉伸拉伸強(qiáng)度強(qiáng)度(MPa)100300350300700440300600160040 46020 12010003000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(shí)測強(qiáng)

17、度很低：在玻璃或玻璃纖維中存在著數(shù)量但實(shí)測強(qiáng)度很低：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，大大降低了強(qiáng)度。微裂不等、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(gè)體積內(nèi)，但以表面紋分布在玻璃或玻璃纖維的整個(gè)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。而使強(qiáng)度下降。 玻璃纖維高溫成型時(shí)減少了玻璃溶液的不均玻璃纖維高溫成型時(shí)減少了玻璃溶液的不均一性，使微裂紋產(chǎn)生的機(jī)會(huì)減少；玻璃纖維的斷面一性，使微裂紋產(chǎn)生

18、的機(jī)會(huì)減少；玻璃纖維的斷面較小，使微裂紋存在的幾率也減少，從而使玻璃纖較小，使微裂紋存在的幾率也減少，從而使玻璃纖維強(qiáng)度增高。維強(qiáng)度增高。分子取向假說：分子取向假說： 在玻璃纖維成型過程中，由于拉絲機(jī)在玻璃纖維成型過程中，由于拉絲機(jī)的牽引作用，使玻璃纖維分子產(chǎn)生定向排的牽引作用，使玻璃纖維分子產(chǎn)生定向排列，從而提高了玻璃纖維強(qiáng)度。列，從而提高了玻璃纖維強(qiáng)度。影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素：影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素： 纖維直徑和長度對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響纖維直徑和長度對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響直徑越細(xì)，拉伸強(qiáng)度越高直徑越細(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 直徑直徑(m

19、)性能性能457911拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(MPa)3000 38002400 29001750 21501250170010501250玻璃纖維長度玻璃纖維長度(mm)纖維直徑纖維直徑(m)平均拉伸強(qiáng)度平均拉伸強(qiáng)度(MPa)51315002012.512109012.7360156013720 化學(xué)組成對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響化學(xué)組成對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響含堿量越高，強(qiáng)度越低。含堿量越高，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%。玻璃纖維玻璃纖維纖維直徑纖維直徑(m)拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度(MPa)無堿無堿5.012000有堿有堿4.701600 無堿玻璃纖維成型

20、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。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。 氧化鈉和氧化鉀的含量越高，玻璃纖維的強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)氧化鈉和氧化鉀的含量越高，玻璃纖維的強(qiáng)度會(huì)相應(yīng)的降低的降低 存放時(shí)間對(duì)強(qiáng)度的影響存放時(shí)間對(duì)強(qiáng)度的影響玻璃纖維存放一段時(shí)間后其強(qiáng)度會(huì)降低玻璃纖維存放一段時(shí)間后其強(qiáng)度會(huì)降低纖維的老化。纖維的老化。原因：空氣中的水分和氧氣對(duì)纖維侵蝕原因：空氣中的水分和氧氣對(duì)纖維侵蝕 施加負(fù)荷時(shí)間對(duì)強(qiáng)度的

21、影響施加負(fù)荷時(shí)間對(duì)強(qiáng)度的影響玻璃纖維強(qiáng)度隨著施加負(fù)荷時(shí)間的增長而降低玻璃纖維強(qiáng)度隨著施加負(fù)荷時(shí)間的增長而降低環(huán)境濕度較高時(shí)，尤其明顯環(huán)境濕度較高時(shí)，尤其明顯原因：吸附在微裂紋中的水分，在外力作用下，使原因：吸附在微裂紋中的水分，在外力作用下，使微裂紋擴(kuò)展速度加速。微裂紋擴(kuò)展速度加速。(2)玻璃纖維的彈性玻璃纖維的彈性玻璃纖維的延伸率：纖維在外力作用下直至拉斷時(shí)的伸長百分率玻璃纖維的延伸率：纖維在外力作用下直至拉斷時(shí)的伸長百分率玻璃纖維的彈性模量：在彈性范圍內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系的比例常數(shù)玻璃纖維的彈性模量：在彈性范圍內(nèi)應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系的比例常數(shù)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

22、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纖維種類彈性模量彈性模量(MPa)延伸率延伸率(%)無堿纖維無堿纖維(E)720003.0有堿纖維有堿纖維(A)660002.7棉纖維棉纖維10000120007.8羊毛纖維羊毛纖維60002535亞麻纖維亞麻纖維300005000023芳綸纖維芳綸纖維30002025高合金鋼高合金鋼160000鋁合金鋁合金4200046000(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

23、分后能加速微裂紋的擴(kuò)展下玻璃纖維表面吸附水分后能加速微裂紋的擴(kuò)展改進(jìn)玻璃纖維的柔性措施：表面處理改進(jìn)玻璃纖維的柔性措施：表面處理0.2%陽離子活性劑水溶液處理陽離子活性劑水溶液處理3. 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)：0.7W/(mK)1.3W/(mK)玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)：玻璃纖維導(dǎo)熱系數(shù)：0.034W/(mK)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)低物質(zhì)物質(zhì)種類種類容積密度容積密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK)物質(zhì)物質(zhì)種類種類容積密度容積密度(kg/m

24、3)導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK)羊毛羊毛800.0340.046玻璃纖維玻璃纖維800.034蠶絲蠶絲1000.0460.052玻璃玻璃0.71.3亞麻亞麻1300.0460.053空氣空氣0.0246原棉原棉810.0580.062水水0.60(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(diǎn)為玻璃纖維的耐熱性較高，軟化點(diǎn)為550580，熱膨脹系數(shù)為熱膨脹系數(shù)為4.810-6 ；200 250以下，以下，玻璃纖維強(qiáng)度不變玻璃纖維強(qiáng)度不變7.3.2 玻璃纖維的化學(xué)性能玻璃纖維的化學(xué)性能化學(xué)成分對(duì)玻璃纖維化學(xué)穩(wěn)定性的影響：化學(xué)成分對(duì)玻璃纖維化學(xué)穩(wěn)定性的影響： 玻璃纖維除氫氟酸玻

25、璃纖維除氫氟酸(HF)、濃堿、濃堿(NaOH)、濃磷酸外，對(duì)、濃磷酸外，對(duì)所有化學(xué)藥品和有機(jī)溶劑有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。所有化學(xué)藥品和有機(jī)溶劑有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。無堿與中堿玻璃纖維性能對(duì)比無堿與中堿玻璃纖維性能對(duì)比種類種類耐酸耐酸性性耐水耐水性性機(jī)械機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)度防老防老化性化性電絕電絕緣性緣性成本成本浸潤劑浸潤劑 適用條適用條件件無堿無堿一般一般好好高高較好較好好好較高較高樹脂易樹脂易滲透滲透強(qiáng)度高強(qiáng)度高的場合的場合中堿中堿好好差差較低較低較差較差低低低低樹脂滲樹脂滲透性差透性差強(qiáng)度低強(qiáng)度低的場合的場合中堿玻璃纖維耐酸性好中堿玻璃纖維耐酸性好 酸與玻璃纖維表面的金屬氧化物作用，金屬氧酸與玻璃纖維表

26、面的金屬氧化物作用，金屬氧化物化物(Na2O、K2O)離析、溶解；酸與玻璃纖維中硅離析、溶解；酸與玻璃纖維中硅酸鹽作用生成硅酸，硅酸迅速聚合并凝成膠體，酸鹽作用生成硅酸，硅酸迅速聚合并凝成膠體，在玻璃表面形成一層極薄的氧化硅保護(hù)膜，實(shí)踐在玻璃表面形成一層極薄的氧化硅保護(hù)膜，實(shí)踐證明證明Na2O、K2O有利于這層保護(hù)膜的形成。有利于這層保護(hù)膜的形成。無堿玻璃纖維耐水性好無堿玻璃纖維耐水性好 水與玻璃纖維作用，首先是侵蝕玻璃纖維表面水與玻璃纖維作用，首先是侵蝕玻璃纖維表面的堿金屬氧化物，水呈現(xiàn)堿性，隨著時(shí)間增加，玻的堿金屬氧化物，水呈現(xiàn)堿性，隨著時(shí)間增加，玻璃纖維與堿液繼續(xù)作用，直至使二氧化硅骨架

27、破壞。璃纖維與堿液繼續(xù)作用，直至使二氧化硅骨架破壞。 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堿金屬氧化物的含量。二氧化硅含量多二氧化硅及堿金屬氧化物的含量。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(huì)使能提高玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性；堿金屬氧化物會(huì)使化學(xué)穩(wěn)定性降低?；瘜W(xué)穩(wěn)定性降低。7.4 玻玻璃纖維璃纖維及其制及其制品品7.4.1.1 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、池窯漏坩堝法拉絲、池窯漏板法拉絲板法拉絲(1) 坩堝法拉絲工藝坩堝法拉絲工藝 生產(chǎn)工藝由制球和拉絲兩部生產(chǎn)工藝由制球和拉絲兩部分組成分組成整個(gè)拉絲過程中

28、加球和拉絲整個(gè)拉絲過程中加球和拉絲溫度控制是由自動(dòng)控制裝置溫度控制是由自動(dòng)控制裝置來完成的來完成的 7.4.1 玻璃纖維及其制玻璃纖維及其制品的生產(chǎn)工藝品的生產(chǎn)工藝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(2) 池窯漏板法拉絲工藝池窯漏板法拉絲工藝 池窯拉絲是連續(xù)玻璃纖維生產(chǎn)的一種新的工藝方法。池窯池窯拉絲是連續(xù)玻璃纖維生產(chǎn)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

29、成各種支數(shù)的連續(xù)玻璃纖維。續(xù)玻璃纖維。 池窯拉絲與坩堝拉絲相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)：池窯拉絲與坩堝拉絲相比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)： 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塊到上百塊漏板，熔量大，生產(chǎn)能力高；塊到上百塊漏板，熔量大，生產(chǎn)能力高；3. 易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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。池窯拉絲是國際上普遍采用的玻璃纖維生產(chǎn)新工藝，該池窯拉絲是國際上普遍采用的玻璃纖維生產(chǎn)新工藝，該技術(shù)特點(diǎn)是，采用重油或燃

30、氣加熱單元窯，粉料直接熔化成技術(shù)特點(diǎn)是，采用重油或燃?xì)饧訜釂卧G，粉料直接熔化成玻璃，經(jīng)燃?xì)饧訜岬某尚屯?，由多臺(tái)（數(shù)十到上百臺(tái)）漏玻璃，經(jīng)燃?xì)饧訜岬某尚屯?，由多臺(tái)（數(shù)十到上百臺(tái)）漏板同時(shí)拉制各種規(guī)格的玻璃纖維原絲。具有生產(chǎn)規(guī)模大、效板同時(shí)拉制各種規(guī)格的玻璃纖維原絲。具有生產(chǎn)規(guī)模大、效率高、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)率高、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)800至至4000孔大漏孔大漏板拉絲成型的要求，是生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本玻璃纖維材料的板拉絲成型的要求，是生產(chǎn)高質(zhì)量、低成本玻璃纖維材料的最佳方法。最佳方法。 7.4.1.2 玻璃纖維制品的生產(chǎn)工藝玻璃纖維制品的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)玻璃纖維制品的主

31、要設(shè)備是紡紗機(jī)和織布機(jī)生產(chǎn)玻璃纖維制品的主要設(shè)備是紡紗機(jī)和織布機(jī) 1 1電熔池窯爐；電熔池窯爐；2 2漏板；漏板；3 3加浸潤劑；加浸潤劑；4 4機(jī)械裝置；機(jī)械裝置；5 5噴射粘接劑；噴射粘接劑；6 6金屬網(wǎng)帶；金屬網(wǎng)帶；7 7固化裝置；固化裝置；8 8卷筒卷筒連續(xù)玻璃纖維氈生產(chǎn)示意圖連續(xù)玻璃纖維氈生產(chǎn)示意圖7.4.2 玻璃纖維紗的規(guī)格及性能玻璃纖維紗的規(guī)格及性能 玻璃纖維紗可分無捻紗及有捻紗兩種。玻璃纖維紗可分無捻紗及有捻紗兩種。 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

32、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。 由于生產(chǎn)玻璃纖維紗的纖維直徑、支數(shù)及股數(shù)不同，使由于生產(chǎn)玻璃纖維紗的纖維直徑、支數(shù)及股數(shù)不同，使無捻紗和有捻紗的規(guī)格有許多種。無捻紗和有捻紗的規(guī)格有許多種。 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1g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)m100m100例如：例如：40支紗，就是指質(zhì)量為支紗，就是指質(zhì)量為1g的原紗長的原紗長40m。(2) 定長法定長法 目前國際上統(tǒng)一使用的方法，通稱目前國際上統(tǒng)一使用的方法

33、，通稱“TEXTEX”( (公制號(hào)數(shù)公制號(hào)數(shù)) )。 1000m長的原紗的克質(zhì)量。長的原紗的克質(zhì)量。 例如：例如：4“TEX”就是指就是指1000m原紗質(zhì)量為原紗質(zhì)量為4g。捻度捻度 單位長度內(nèi)纖維與纖維之間所加的轉(zhuǎn)數(shù)，以捻單位長度內(nèi)纖維與纖維之間所加的轉(zhuǎn)數(shù)，以捻m為單位為單位 Z捻捻(左捻左捻)，順時(shí)針方向加捻；，順時(shí)針方向加捻；S捻捻(右捻右捻)，逆時(shí)針方向加捻。，逆時(shí)針方向加捻。 通過加捻可提高纖維的抱合力，改善單纖維的受力狀況，通過加捻可提高纖維的抱合力，改善單纖維的受力狀況，有利于紡織工序的進(jìn)行。捻度過大不易被樹脂浸透。有利于紡織工序的進(jìn)行。捻度過大不易被樹脂浸透。 無捻粗紗中的纖維

34、是平行排列的，拉伸強(qiáng)度很高，易無捻粗紗中的纖維是平行排列的，拉伸強(qiáng)度很高，易被樹脂浸透，故無捻粗紗多用于纏繞高壓容器及管道等，被樹脂浸透，故無捻粗紗多用于纏繞高壓容器及管道等，同時(shí)也用于拉擠成型、噴射成型等工藝中。同時(shí)也用于拉擠成型、噴射成型等工藝中。 作業(yè)作業(yè) 1. 為什么玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度比同成分為什么玻璃纖維的拉伸強(qiáng)度比同成分的塊狀玻璃高？的塊狀玻璃高？ 2. 影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素有哪些？如影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素有哪些？如何影響？解釋原因。何影響？解釋原因。玻璃纖維及玻璃纖維制品玻璃纖維及玻璃纖維制品1、無捻粗紗無捻粗紗 無捻粗紗是由平行原無捻粗紗是由平行原絲或平行單絲集束而成。絲或平

35、行單絲集束而成。無捻粗紗是加工方格布、無捻粗紗是加工方格布、網(wǎng)格布的基本原料，是網(wǎng)格布的基本原料，是玻璃鋼基材最基本的原玻璃鋼基材最基本的原材料。材料。 噴射用無捻粗紗，纏繞型無捻粗紗，拉擠用無捻粗紗及織噴射用無捻粗紗，纏繞型無捻粗紗，拉擠用無捻粗紗及織造用無捻粗紗等，用途十分廣泛。造用無捻粗紗等，用途十分廣泛。 種類種類2、無堿布無堿布 無堿布是用無堿玻纖紗無堿布是用無堿玻纖紗織造而成，具有優(yōu)異的電氣織造而成，具有優(yōu)異的電氣絕緣性、力學(xué)性能、耐熱性絕緣性、力學(xué)性能、耐熱性及抗吸濕性。主要用于生產(chǎn)及抗吸濕性。主要用于生產(chǎn)各種電絕緣層壓板、印刷線各種電絕緣層壓板、印刷線路板、各種車輛車體、貯罐、

36、路板、各種車輛車體、貯罐、船艇、模具等船艇、模具等 無堿布還適合用作玻璃無堿布還適合用作玻璃漆布，玻璃布層壓制品與覆漆布，玻璃布層壓制品與覆銅箔層壓的基材，以及玻璃銅箔層壓的基材，以及玻璃云母制品等的補(bǔ)強(qiáng)材料。云母制品等的補(bǔ)強(qiáng)材料。3、短切玻璃纖維短切玻璃纖維 短切玻璃纖維，適應(yīng)于各種不同的用途。采用適當(dāng)短切玻璃纖維，適應(yīng)于各種不同的用途。采用適當(dāng)?shù)慕檮┖图鴶?shù)，切成不同長度的玻璃纖維，在熱固的浸潤劑和集束數(shù)，切成不同長度的玻璃纖維，在熱固性，熱塑性樹脂增強(qiáng)材料中獲得廣泛的應(yīng)用。性，熱塑性樹脂增強(qiáng)材料中獲得廣泛的應(yīng)用。 4、無捻方格布無捻方格布 以無捻粗紗織成的方格布，廣泛應(yīng)用于手糊玻璃鋼以

37、無捻粗紗織成的方格布，廣泛應(yīng)用于手糊玻璃鋼(FRP)產(chǎn)品領(lǐng)域。產(chǎn)品領(lǐng)域。 5、玻璃纖維耐堿網(wǎng)布玻璃纖維耐堿網(wǎng)布 玻璃纖維耐堿網(wǎng)布是以中玻璃纖維耐堿網(wǎng)布是以中堿或無堿玻璃纖維織物為基礎(chǔ)，堿或無堿玻璃纖維織物為基礎(chǔ)，經(jīng)耐堿涂層處理而成。該產(chǎn)品經(jīng)耐堿涂層處理而成。該產(chǎn)品強(qiáng)度高、粘結(jié)性好、服帖性、強(qiáng)度高、粘結(jié)性好、服帖性、定位性極佳，廣泛應(yīng)用于墻體定位性極佳，廣泛應(yīng)用于墻體增強(qiáng)，外墻保溫，屋面防水等增強(qiáng)，外墻保溫，屋面防水等方面，還可應(yīng)用于水泥、塑料、方面，還可應(yīng)用于水泥、塑料、瀝青、大理石、馬賽克等墻體瀝青、大理石、馬賽克等墻體材料的增強(qiáng)，是建筑行業(yè)理想材料的增強(qiáng)，是建筑行業(yè)理想的工程材料。的工程材

38、料。6、膨體紗與膨體布膨體紗與膨體布 膨體紗由玻璃纖維紗經(jīng)過高壓空氣裝置，特殊膨化而膨體紗由玻璃纖維紗經(jīng)過高壓空氣裝置，特殊膨化而成，該產(chǎn)品兼有連續(xù)長纖維的高強(qiáng)度，又有短切纖維的蓬成，該產(chǎn)品兼有連續(xù)長纖維的高強(qiáng)度，又有短切纖維的蓬松性，具有耐高溫、耐腐蝕、高過濾效果、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，松性，具有耐高溫、耐腐蝕、高過濾效果、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于過濾布、裝飾布、絕緣織物等，是石棉制品被廣泛應(yīng)用于過濾布、裝飾布、絕緣織物等，是石棉制品理想的替代材料，在環(huán)保工業(yè)方面應(yīng)用廣泛。理想的替代材料，在環(huán)保工業(yè)方面應(yīng)用廣泛。 膨體布是由膨體紗制造而成，具有透氣性好，容塵膨體布是由膨體紗制造而成，具有透氣性好，

39、容塵量大、過濾效率高等特點(diǎn)。主要用于鋼鐵、水泥、發(fā)電量大、過濾效率高等特點(diǎn)。主要用于鋼鐵、水泥、發(fā)電等行業(yè)的高溫袋過濾器；包裝材料；裝飾材料等。等行業(yè)的高溫袋過濾器；包裝材料；裝飾材料等。 7、拉擠紗、拉擠紗 具有良好的耐磨性、柔軟具有良好的耐磨性、柔軟成性好、纖維光滑毛紗少、與成性好、纖維光滑毛紗少、與苯乙烯有極好的相溶性，浸透苯乙烯有極好的相溶性，浸透速度非常快。通過拉擠成型與速度非?？臁Ｍㄟ^拉擠成型與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強(qiáng)度聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強(qiáng)度的玻璃鋼制品。的玻璃鋼制品。 擠拉紗產(chǎn)品特性：品名品名產(chǎn)品產(chǎn)品代號(hào)代號(hào)浸潤劑浸潤劑類型類型含水率含水率選用選用樹脂樹脂卷裝量卷裝量(Kg)

40、無堿拉無堿拉擠紗擠紗ERL-1200硅烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5無堿拉無堿拉擠紗擠紗ERL-2400硅烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5中堿拉中堿拉擠紗擠紗CRL-1200硅烷類硅烷類0.2聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5中堿拉中堿拉擠紗擠紗CRL-2400硅烷類硅烷類0.2聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.58、纏繞紗、纏繞紗 具有較好的成帶性、柔軟、纖維光滑、與苯乙烯有很好具有較好的成帶性、柔軟、纖維光滑、與苯乙烯有很好的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃鋼耐水性好。通過管道的相溶性、浸透速度快。制成的玻璃鋼耐水性好。通過管道纏繞成型與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強(qiáng)度的玻

41、璃鋼制品。纏繞成型與聚酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強(qiáng)度的玻璃鋼制品。品名品名產(chǎn)品產(chǎn)品代號(hào)代號(hào)浸潤劑浸潤劑類型類型含水率含水率選用選用樹脂樹脂卷裝量卷裝量(Kg)無堿纏無堿纏繞紗繞紗ERC-1200硅烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5無堿纏無堿纏繞紗繞紗ERC-2400硅烷類硅烷類0.18聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.5中堿纏中堿纏繞紗繞紗CRC-2400硅烷類硅烷類0.2聚酯或聚酯或環(huán)氧環(huán)氧200.59、噴射紗、噴射紗 具有較好的短切性能、具有較好的短切性能、無靜電、與苯乙烯有良好無靜電、與苯乙烯有良好的相溶性、浸透速度較快。的相溶性、浸透速度較快。通過連續(xù)噴射法與聚酯或通過連續(xù)噴射法與聚

42、酯或環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強(qiáng)度的環(huán)氧樹脂結(jié)合成高強(qiáng)度的玻璃鋼制品。玻璃鋼制品。10、玻璃纖維套管、玻璃纖維套管 玻璃纖維套管是由無堿紗編織而成，用于電視、儀表、玻璃纖維套管是由無堿紗編織而成，用于電視、儀表、無線電、電視機(jī)、電扇及其他家用電器上。應(yīng)用玻璃纖維無線電、電視機(jī)、電扇及其他家用電器上。應(yīng)用玻璃纖維套管的電線和電纜能提供良好的性能和可靠的絕緣。套管的電線和電纜能提供良好的性能和可靠的絕緣。11、短切氈、短切氈 把玻璃纖維短切成約把玻璃纖維短切成約50mm長，然后均勻沉降在成型帶長，然后均勻沉降在成型帶上，并敷上特種粘結(jié)劑形成短切氈，它具有各向同性與樹脂上，并敷上特種粘結(jié)劑形成短切氈，它具有各

43、向同性與樹脂結(jié)合良好的親和性，脫泡性、易成型等特點(diǎn)，廣泛使用于手結(jié)合良好的親和性，脫泡性、易成型等特點(diǎn)，廣泛使用于手糊玻璃鋼糊玻璃鋼(FRP)及玻纖層壓板材上。及玻纖層壓板材上。12、連續(xù)原絲氈、連續(xù)原絲氈 連續(xù)原絲氈是新型玻纖無紡增強(qiáng)材料，廣泛用于高質(zhì)量玻璃連續(xù)原絲氈是新型玻纖無紡增強(qiáng)材料，廣泛用于高質(zhì)量玻璃鋼的模壓和拉擠成型工藝。該技術(shù)以玻璃纖維原絲為原料，經(jīng)機(jī)鋼的模壓和拉擠成型工藝。該技術(shù)以玻璃纖維原絲為原料，經(jīng)機(jī)械鋪疊制成高強(qiáng)度無紡氈，產(chǎn)品規(guī)格為械鋪疊制成高強(qiáng)度無紡氈，產(chǎn)品規(guī)格為225900克克/平方米平方米13、玻璃纖維方格布、玻璃纖維方格布 玻璃纖維方格布具有高強(qiáng)、耐腐、絕緣等特點(diǎn)

44、。是制造玻璃纖維方格布具有高強(qiáng)、耐腐、絕緣等特點(diǎn)。是制造玻璃鋼制品基布。廣泛應(yīng)用于儀表、無線電貯槽建筑構(gòu)件、玻璃鋼制品基布。廣泛應(yīng)用于儀表、無線電貯槽建筑構(gòu)件、制造游艇、汽車車體、透明玻璃鋼及手糊玻璃鋼工藝上。制造游艇、汽車車體、透明玻璃鋼及手糊玻璃鋼工藝上。14、無堿纖維帶、無堿纖維帶 無堿玻璃纖維帶是電機(jī)及電器的良好的包扎絕緣材料，無堿玻璃纖維帶是電機(jī)及電器的良好的包扎絕緣材料，也是玻璃鋼也是玻璃鋼(FRP)用基材。用基材。單絲處理單絲處理(浸潤劑浸潤劑)纖維織物的表面處理纖維織物的表面處理(中間粘合劑中間粘合劑)7.5.1 浸潤劑浸潤劑 在拉絲工藝中，當(dāng)玻璃液從漏板拉出單絲以后，要經(jīng)過浸

45、在拉絲工藝中，當(dāng)玻璃液從漏板拉出單絲以后，要經(jīng)過浸潤槽把浸潤劑涂敷在玻璃纖維表面上。浸潤劑可分為紡織型潤槽把浸潤劑涂敷在玻璃纖維表面上。浸潤劑可分為紡織型浸潤劑和增強(qiáng)型浸潤劑。浸潤劑和增強(qiáng)型浸潤劑。1. 浸潤劑的作用浸潤劑的作用 玻璃纖維突出的弱點(diǎn)：較脆而且不耐磨，纖維之間的摩擦玻璃纖維突出的弱點(diǎn)：較脆而且不耐磨，纖維之間的摩擦系數(shù)大。在拉絲和紡織過程中，纖維就難免出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，系數(shù)大。在拉絲和紡織過程中，纖維就難免出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，而且剛拉出的纖維容易受到空氣中水蒸汽的侵蝕，使其強(qiáng)度而且剛拉出的纖維容易受到空氣中水蒸汽的侵蝕，使其強(qiáng)度下降。下降。浸潤劑的作用：使多根單絲集中成股，增加原紗的耐磨性

46、和浸潤劑的作用：使多根單絲集中成股，增加原紗的耐磨性和提高拉伸強(qiáng)度；保護(hù)纖維免受大氣和水分的侵蝕作用。提高拉伸強(qiáng)度；保護(hù)纖維免受大氣和水分的侵蝕作用。 2. 浸潤劑的種類浸潤劑的種類 (1) 紡織型浸潤劑紡織型浸潤劑 主要是滿足紡織工序的要求。主要是滿足紡織工序的要求。 使用該類浸潤劑的玻璃纖維和織物作為玻璃鋼的增強(qiáng)材科使用該類浸潤劑的玻璃纖維和織物作為玻璃鋼的增強(qiáng)材科時(shí)，事先必須對(duì)纖維和織物進(jìn)行表面處理。因?yàn)榻檮┲泻瘯r(shí)，事先必須對(duì)纖維和織物進(jìn)行表面處理。因?yàn)榻檮┲泻灪陀蛣?，影響與樹脂的粘結(jié)。蠟和油劑，影響與樹脂的粘結(jié)。紡織型浸潤劑紡織型浸潤劑淀粉浸潤劑淀粉浸潤劑石蠟乳劑石蠟乳劑淀粉

47、為主要的成膜劑優(yōu)淀粉為主要的成膜劑優(yōu)點(diǎn)：費(fèi)用低、成膜性好、點(diǎn)：費(fèi)用低、成膜性好、易除掉易除掉主要成分：石蠟、凡主要成分：石蠟、凡士林、硬脂酸、變壓士林、硬脂酸、變壓器油等器油等優(yōu)點(diǎn)：潤滑性、集束優(yōu)點(diǎn)：潤滑性、集束 性好性好(2)增強(qiáng)型浸潤劑增強(qiáng)型浸潤劑 由中間粘合劑、潤滑劑、乳化劑等組分，配成拉絲用的由中間粘合劑、潤滑劑、乳化劑等組分，配成拉絲用的浸潤劑，在拉絲過程中直接被覆于玻璃纖維表面。增強(qiáng)型浸浸潤劑，在拉絲過程中直接被覆于玻璃纖維表面。增強(qiáng)型浸潤劑在一定程度上能滿足拉絲工藝要求，而且對(duì)纖維與樹脂潤劑在一定程度上能滿足拉絲工藝要求，而且對(duì)纖維與樹脂粘結(jié)影響不大。因此，在玻璃鋼成型時(shí)不必除去

48、，可直接使粘結(jié)影響不大。因此，在玻璃鋼成型時(shí)不必除去，可直接使用。在選用玻璃纖維及其織物時(shí)。必須根據(jù)樹脂類型考慮采用。在選用玻璃纖維及其織物時(shí)。必須根據(jù)樹脂類型考慮采用何種浸潤劑。用何種浸潤劑。1. 表面處理的意義表面處理的意義 表面處理：在玻璃纖維表面被覆一種叫做表面處理劑的特表面處理：在玻璃纖維表面被覆一種叫做表面處理劑的特殊物質(zhì)，使玻璃纖維與合成樹脂牢固地粘結(jié)在一起，以達(dá)到提殊物質(zhì)，使玻璃纖維與合成樹脂牢固地粘結(jié)在一起，以達(dá)到提高玻璃鋼性能的目的。表面處理劑處于玻璃纖維與合成樹脂之高玻璃鋼性能的目的。表面處理劑處于玻璃纖維與合成樹脂之間而使這兩種性質(zhì)不同的材料牢固地連接在一起。間而使這兩

49、種性質(zhì)不同的材料牢固地連接在一起。 事實(shí)證明，玻璃纖維及織物經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗?，不僅事實(shí)證明，玻璃纖維及織物經(jīng)過適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砗螅粌H改進(jìn)了玻璃纖維的耐磨、防水、電磁絕緣等性能，而且對(duì)玻璃改進(jìn)了玻璃纖維的耐磨、防水、電磁絕緣等性能，而且對(duì)玻璃鋼的強(qiáng)度，特別是濕態(tài)下的強(qiáng)度提高有顯著的效果。鋼的強(qiáng)度，特別是濕態(tài)下的強(qiáng)度提高有顯著的效果。無論是自然老化還是人工加速老化試驗(yàn)，玻璃纖維未無論是自然老化還是人工加速老化試驗(yàn)，玻璃纖維未經(jīng)處理劑處理而制作的玻璃鋼，因老化而強(qiáng)度下降嚴(yán)重；經(jīng)處理劑處理而制作的玻璃鋼，因老化而強(qiáng)度下降嚴(yán)重；經(jīng)處理的強(qiáng)度下降緩慢，且有更高的強(qiáng)度保留值。經(jīng)處理的強(qiáng)度下降緩慢，且有更

50、高的強(qiáng)度保留值。處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼人工氣候處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼人工氣候老化強(qiáng)度的影響老化強(qiáng)度的影響1沃蘭處理；沃蘭處理；2-A-151處理；處理；3A-172處理；處理；4未處理未處理處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼自然曝曬處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼自然曝曬后強(qiáng)度的影響后強(qiáng)度的影響1沃蘭處理；沃蘭處理；2-A-151處理；處理；3A-172處理；處理；4未處理未處理 處理劑對(duì)玻璃鋼海水浸泡后強(qiáng)度也有明顯的影響。玻璃處理劑對(duì)玻璃鋼海水浸泡后強(qiáng)度也有明顯的影響。玻璃鋼經(jīng)處理的比末處理的原始強(qiáng)度只提高鋼經(jīng)處理的比末處理的原始強(qiáng)度只提高0.5倍左右，而經(jīng)海水倍左右，而經(jīng)海水浸泡浸泡1年后強(qiáng)度保留率卻高年后強(qiáng)度保留率卻高1倍以

51、上。其中以沃蘭處理的效果倍以上。其中以沃蘭處理的效果更好，在經(jīng)更好，在經(jīng)1-3年的浸泡后，競比未處理的高近年的浸泡后，競比未處理的高近2倍或更多。倍或更多。處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼海水浸泡處理劑對(duì)聚酯玻璃鋼海水浸泡后強(qiáng)度的影響后強(qiáng)度的影響1沃蘭處理；沃蘭處理；2-A-151處理；處理；3A-172處理；處理；4未處理未處理處理劑對(duì)玻璃鋼的耐化學(xué)腐蝕性能的影響也很大。如將玻處理劑對(duì)玻璃鋼的耐化學(xué)腐蝕性能的影響也很大。如將玻璃鋼試樣浸在酸堿液中，通過觀察表面樹脂脫落布紋顯露的情璃鋼試樣浸在酸堿液中，通過觀察表面樹脂脫落布紋顯露的情況證明，未經(jīng)處理的樹脂脫落嚴(yán)重，凡經(jīng)過處理的效果均好，況證明，未經(jīng)處理的樹

52、脂脫落嚴(yán)重，凡經(jīng)過處理的效果均好，特別是經(jīng)特別是經(jīng)KH550前處理的效果更為明顯。前處理的效果更為明顯。 表面處理劑不但能改善玻璃纖維及織物的性能，而且在玻表面處理劑不但能改善玻璃纖維及織物的性能，而且在玻璃鋼中還有它的獨(dú)特作用。它既能與玻璃相連，又能與樹脂作璃鋼中還有它的獨(dú)特作用。它既能與玻璃相連，又能與樹脂作用；既保護(hù)了玻璃纖維表面，又大大地增強(qiáng)了玻璃與樹脂界面用；既保護(hù)了玻璃纖維表面，又大大地增強(qiáng)了玻璃與樹脂界面的粘結(jié)，防止水分或其他有害介質(zhì)的侵入，減少或消除界面的的粘結(jié)，防止水分或其他有害介質(zhì)的侵入，減少或消除界面的弱點(diǎn)，改善了界面狀態(tài)，有效地傳遞了應(yīng)力，使玻璃鋼這種復(fù)弱點(diǎn)，改善了界面

53、狀態(tài)，有效地傳遞了應(yīng)力，使玻璃鋼這種復(fù)合材料的多種材料間能形成一個(gè)牢固的整體。同時(shí)，使用表面合材料的多種材料間能形成一個(gè)牢固的整體。同時(shí)，使用表面化學(xué)處理劑的玻璃鋼比未使用處理劑的，其長期耐候性、耐水化學(xué)處理劑的玻璃鋼比未使用處理劑的，其長期耐候性、耐水性、耐化學(xué)腐蝕性能均有大幅度改善；機(jī)械強(qiáng)度有成倍的提高；性、耐化學(xué)腐蝕性能均有大幅度改善；機(jī)械強(qiáng)度有成倍的提高；耐熱性和電性能也有很大改善。耐熱性和電性能也有很大改善。 解釋玻璃解釋玻璃/樹脂界面的理論：偶聯(lián)理論、化學(xué)處理膜理論、樹脂界面的理論：偶聯(lián)理論、化學(xué)處理膜理論、物理吸附理論等，各種理論均存在一些不盡完善之處。物理吸附理論等，各種理論均

54、存在一些不盡完善之處。 偶聯(lián)理論偶聯(lián)理論 偶聯(lián)劑是一種高分子化合物，這種化合物一般都含有兩偶聯(lián)劑是一種高分子化合物，這種化合物一般都含有兩部分性質(zhì)不同的基團(tuán)。一種官能團(tuán)能很好與玻璃纖維表面結(jié)部分性質(zhì)不同的基團(tuán)。一種官能團(tuán)能很好與玻璃纖維表面結(jié)合；另一種官能團(tuán)能很好與合成樹脂結(jié)合合；另一種官能團(tuán)能很好與合成樹脂結(jié)合(產(chǎn)生共聚產(chǎn)生共聚)。通過表。通過表面處理劑把兩種性能截然不同的物質(zhì)聯(lián)合起來，形成一個(gè)統(tǒng)面處理劑把兩種性能截然不同的物質(zhì)聯(lián)合起來，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體。因此，把表面處理劑叫一的整體。因此，把表面處理劑叫“架橋劑架橋劑”，也叫，也叫“偶聯(lián)偶聯(lián)劑劑”。這種中間連接作用叫架橋作用或偶聯(lián)作用。這

55、種中間連接作用叫架橋作用或偶聯(lián)作用。 有機(jī)鉻、有機(jī)硅和鈦酸酯有機(jī)鉻、有機(jī)硅和鈦酸酯 有機(jī)鉻處理劑中最有名的屬有機(jī)鉻處理劑中最有名的屬“沃蘭沃蘭(Vo1an)”，它的化學(xué)名，它的化學(xué)名稱叫做甲基丙烯酸氯化鉻絡(luò)合物物。稱叫做甲基丙烯酸氯化鉻絡(luò)合物物。 有機(jī)硅處理劑：結(jié)構(gòu)通式為有機(jī)硅處理劑：結(jié)構(gòu)通式為RnSiX4-n。 R是有機(jī)基團(tuán)，含有能與合成樹脂作用形成化學(xué)鍵的活性是有機(jī)基團(tuán)，含有能與合成樹脂作用形成化學(xué)鍵的活性基團(tuán)。如；不飽和雙鍵基團(tuán)。如；不飽和雙鍵 、環(huán)氧基團(tuán)、氨基、環(huán)氧基團(tuán)、氨基-NH2、巰基、巰基-SH等。等。X是易于水解的基團(tuán)，水解后能與玻璃作用。是易于水解的基團(tuán)，水解后能與玻璃作用。

56、n 為為1、2或或3，絕大多數(shù)為，絕大多數(shù)為1CHCH2CHCH2OCHCOOCrCl2OHCrCl2CH3CH3牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)名稱化學(xué)名稱結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式適用范圍適用范圍國內(nèi)國內(nèi)國外國外熱固性熱固性熱塑性熱塑性沃蘭沃蘭Volan甲基丙烯甲基丙烯酸氯化鉻酸氯化鉻鹽鹽酚醛酚醛聚酯聚酯環(huán)氧環(huán)氧聚乙烯聚乙烯聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯A-151乙烯基三乙烯基三乙氧基硅乙氧基硅烷烷聚酯聚酯硅樹脂硅樹脂聚酰亞胺聚酰亞胺聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯聚氯乙烯聚氯乙烯KH-550A-1100AYM-9-胺基丙胺基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷基硅烷環(huán)氧環(huán)氧酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺PVC聚聚碳酸酯碳酸酯尼龍尼龍聚乙烯聚乙烯

57、聚丙烯聚丙烯KH-560A-187Y-4087Z-6040KBM-403-縮水甘縮水甘油醚丙基油醚丙基三甲氧基三甲氧基硅烷硅烷聚酯、環(huán)聚酯、環(huán)氧、酚醛、氧、酚醛、三聚氰胺三聚氰胺聚碳酸酯聚碳酸酯尼龍尼龍聚苯乙烯聚苯乙烯聚丙烯聚丙烯CHCOOCrCl2OHCrCl2CH3CH3H2N(CH2)3Si(OC2H5)3OCH2CHCH2O(CH2)3Si(OCH3)3常用玻璃纖維表面處理劑常用玻璃纖維表面處理劑CH2CHSi(OC2H5)3牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)名稱化學(xué)名稱結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式適用范圍適用范圍國內(nèi)國內(nèi)國外國外熱固性熱固性熱塑性熱塑性KH-570A-174Z-6030KBM-503-甲基丙甲基丙烯酸丙基

58、烯酸丙基三甲氧基三甲氧基硅烷硅烷聚酯聚酯環(huán)氧環(huán)氧聚苯乙烯聚苯乙烯聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯南大南大-42苯胺甲基苯胺甲基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷環(huán)氧環(huán)氧酚醛酚醛尼龍尼龍A-172乙烯基三乙烯基三(-甲氧乙甲氧乙氧基氧基)硅烷硅烷聚酯聚酯環(huán)氧環(huán)氧聚丙烯聚丙烯KH-580-巰基丙基巰基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷環(huán)氧環(huán)氧酚醛酚醛PVC聚苯乙烯聚苯乙烯聚胺酯聚胺酯CH2CCH3COO(CH2)3Si(OCH3)3CH2CHSi(OC2H4OCH3)3NHCH2Si(OC2H5)3HS(CH2)3Si(OC2H5)3牌號(hào)牌號(hào)化學(xué)名稱化學(xué)名稱結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)式適用范圍適用范圍國內(nèi)

59、國內(nèi)國外國外熱固性熱固性熱塑性熱塑性KH-590A-189Z-6060Y-5712-巰基丙巰基丙基三甲氧基三甲氧基硅烷基硅烷大部分大部分都適用都適用聚苯乙烯聚苯乙烯B201二乙烯三二乙烯三胺基丙基胺基丙基三乙氧基三乙氧基硅烷硅烷酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺尼龍尼龍聚碳酸酯聚碳酸酯A-186Y-4086KBM-303-(3, 4-環(huán)環(huán)氧環(huán)己基氧環(huán)己基)乙基三甲乙基三甲氧基硅烷氧基硅烷環(huán)氧環(huán)氧聚酯聚酯酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺A-1120Z-6020X-6030BBM-603-(乙二胺乙二胺基基)丙基丙基三甲氧基三甲氧基硅烷硅烷環(huán)氧環(huán)氧酚醛酚醛三聚氰胺三聚氰胺尼龍尼龍聚乙烯聚乙烯聚丙烯聚丙烯HS(CH2

60、)3Si(OCH3)3H2NC2H4NHC2H4NH(CH2)3Si(OC2H5)3CH2CH2Si(OCH3)3ONH2CH2CH2NH(CH2)3Si(OCH3)3后處理法、前處理法和遷移法。后處理法、前處理法和遷移法。1. 后處理法后處理法 凡是使用紡織型浸潤劑，制得的玻璃纖維及織物，在用于制凡是使用紡織型浸潤劑，制得的玻璃纖維及織物，在用于制作玻璃鋼之前原則上都采用此法進(jìn)行表面處理。作玻璃鋼之前原則上都采用此法進(jìn)行表面處理。 分兩步進(jìn)行：首先除去玻璃纖維表面的紡織型浸潤劑，然后分兩步進(jìn)行：首先除去玻璃纖維表面的紡織型浸潤劑，然后經(jīng)處理劑溶液浸漬、水洗、烘干等工藝，使玻璃纖維表面被覆上經(jīng)