新聞中心
聯(lián)系我們
我是玻纖,這是我的簡歷
一、什么是玻璃纖維呢?
抗腐蝕性好,機(jī)械強(qiáng)度高,但缺點(diǎn)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(luò)紗、織布等工藝制造成。其主要成分是二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。
下面我們讓我們來看看它的分類把!
1.玻璃纖維的分類
1)以單絲直徑分類
粗纖維:單絲直徑一般為30um;
初級(jí)纖維:單絲直徑大于20um;
中級(jí)纖維:單絲直徑10-20um;
高級(jí)纖維:(紡織纖維)其單絲直徑3-10um;
超細(xì)纖維:單絲直徑小于4um。
一般:5-10um的纖維作為紡織制品用;10-14um的纖維一般做無捻粗紗、無紡布、短切纖維氈等較為適宜。
短玻纖
2) 以玻璃原料成分類(一般以不同的堿金屬含量來區(qū)分)
A.無堿玻璃纖維(E玻璃纖維)
堿金屬氧化物含量<0.05%,化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、強(qiáng)度好,主要用作電絕緣材料、玻璃鋼的增強(qiáng)材料等
B. 中堿玻璃纖維(C玻璃纖維)
堿金屬氧化物含量11.5-12.5%,含堿量高,不能用作電絕緣材料,其化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)度尚好,一般用作乳膠布、方格布基材、酸性過濾布、窗紗基材等,也可用作酸性過濾布、窗紗基材等(成本較低,用途較廣)
C. 高堿玻璃纖維(A玻璃纖維)
堿金屬氧化物含量>15%,如采用碎的平板玻璃、碎瓶子玻璃等作原料拉制而成的玻璃纖維均屬此類。可用作蓄電瓶的隔離片、管道包扎布和氈片等防水、防潮材料。
D. 特種玻璃纖維
由純鎂鋁硅三元組成的高強(qiáng)度玻璃纖維(S-glass),鎂鋁硅系高強(qiáng)高彈玻璃纖維;硅鋁鈣鎂系耐化學(xué)腐蝕玻璃纖維;含鉛纖維;高硅氧纖維; 石英纖維等
按含堿量來區(qū)分,那么玻璃纖維中的堿金屬氧化物到底是什么呢?
堿金屬氧化物:一般指氧化鈉、氧化鉀
堿金屬氧化物是普通玻璃的主要組成之一,主要是降低玻璃的熔點(diǎn);其含量越高,玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性能、強(qiáng)度都會(huì)相應(yīng)的下降。
長玻纖
二、玻璃纖維的結(jié)構(gòu)與組成
1.玻璃纖維的特點(diǎn)
1圖示為玻璃纖維的結(jié)構(gòu)示意圖
玻璃的共性:各向同性,無固定熔點(diǎn),亞穩(wěn)定性,性質(zhì)變化的連續(xù)性,可逆性
GF的結(jié)構(gòu)有兩種學(xué)說
無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說:硅氧四面體,鋁氧三面體,硼氧三面體相互連成不規(guī)則的三維結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)間的空隙由Ca、Na、K、Mg等陽離子所填充。
微晶學(xué)說:玻璃由硅酸塊或二氧化硅的微晶子組成,在微晶子之間由硅酸塊過冷溶液填充。
2. 玻璃纖維的組成
玻璃纖維的化學(xué)組成主要有SiO2、Be2O3、CaO、Al2O3等。這些物質(zhì)對(duì)玻璃纖維的性質(zhì)和生產(chǎn)工藝起決定性作用。
玻纖組分的作用示意表
氧化硅SiO2:物質(zhì)基礎(chǔ)、骨架 |
氧化鋁Al2O3 :降析晶和膨脹系數(shù),提高穩(wěn)定性和強(qiáng)度 |
氧化鈣氧化鎂 :降低高溫時(shí)粘度,促進(jìn)熔化、澄清、提高拉絲速度 |
氧化硼B(yǎng)2O ;氧化鐵Fe2O3; 堿金屬;助熔,提高流動(dòng)性 |
三.玻璃纖維的性能
玻纖制品
1.物理性能
a. 外觀:光滑,圓柱形。纖維之間抱合力小,影響了與樹脂的復(fù)合效果。但光滑表面對(duì)氣體和液體通過的阻力小,所以制作過濾材料較理想。
b. 密度:2.5左右,主要取決于玻璃的成分。某些特種玻璃,如石英玻璃纖維,高硅氧玻璃纖維等,其密度較低,僅為2.0-2.2g/cm3;含有大量重金屬氧化物的高模GF,密度可達(dá)2.7-2.9g/cm3。
2.力學(xué)性能
拉伸強(qiáng)度:GF的拉伸強(qiáng)度比玻璃高幾十倍?
微裂紋假說:
玻璃結(jié)構(gòu)的不均勻性,使玻璃易產(chǎn)生微裂紋,外力作用下,形成應(yīng)力集中點(diǎn)。玻璃纖維,更多地保留著高溫熔體的結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)均一性提高),微裂紋產(chǎn)生機(jī)會(huì)減少,且GF截面小,所以表面微裂紋比塊狀玻璃少。
3.影響玻璃纖維強(qiáng)度的因素
纖維直徑和長度:直徑越小,長度越小,強(qiáng)度越大;
化學(xué)組成:含堿量越大,強(qiáng)度越小;
存放時(shí)間:存放時(shí)間越長,強(qiáng)度越小(空氣中水分的侵蝕)
施加負(fù)荷時(shí)間:施加負(fù)荷時(shí)間越長,強(qiáng)度越??; 除此之外,玻璃液的缺陷,如雜質(zhì),氣泡等也顯著影響GF的強(qiáng)度。
玻璃纖維的耐磨性、耐折性都很差,但其耐熱性很好,軟化點(diǎn)溫度在500-700℃,在高溫下長期使用,強(qiáng)度不損失。
尼龍制品
4.玻璃纖維的化學(xué)性質(zhì)
GF與Glass相比,由于具有較大的比表面積,因此受介質(zhì)侵蝕度劇烈。
GF對(duì)除HF、濃堿、H3PO4以外的化學(xué)藥品及有機(jī)溶劑具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
影響GF化學(xué)穩(wěn)定性的因素
a. 玻璃纖維的化學(xué)組成
無堿玻纖:耐酸性差,耐水性較好
中堿玻纖:耐酸性好,耐水性差
b.溫度
在100℃以下,溫度每升高10℃,纖維在介質(zhì)侵蝕下的破壞速度增加50~100%。
四.GF的生產(chǎn)工藝
1. 坩堝法拉絲工藝
生產(chǎn)工藝由制球和拉絲兩部分組成
整個(gè)拉絲過程中加球和拉絲溫度控制是由自動(dòng)控制裝置來完成
1—加料孔;2—鉑針; |
3—坩堝; 4—電極板; |
5—玻璃液;6—漏板; |
7—玻璃纖維單絲;8—集束輪; |
9—玻璃纖維原紗;10—拉絲卷筒 |
2.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。
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;
2. 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;
3. 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;
5. 生產(chǎn)的廢紗便于回爐。
五.玻纖表面處理
1. 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間而使這兩種性質(zhì)不同的材料牢固地連接在一起。
2.玻纖表面處理方法
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一層處理劑。特點(diǎn):處理的各道工序都需要專門的設(shè)備,初投資較大,玻璃纖維強(qiáng)度損失大.但處理效果好,比較穩(wěn)定.是目前國內(nèi)外最常使用的處理方法。
前處理法
適當(dāng)改變浸潤劑的配方,使之既能滿足拉絲、退并、紡織各道工序的要求,又不妨礙樹脂對(duì)玻璃纖維的浸潤和粘結(jié)。將化學(xué)處理劑加入到浸潤劑中。與后處理法比較優(yōu)點(diǎn):省去了復(fù)雜的處理工藝及設(shè)備,使用簡便;避免了因熱處理造成的玻璃纖維強(qiáng)度損失。缺點(diǎn):這種浸潤劑一方面要滿足拉絲、紡織工序的要求,同時(shí)又要滿足與樹脂浸漬、粘結(jié)等要求,是一個(gè)比較復(fù)雜的技術(shù)問題,目前尚需進(jìn)一步研究。
遷移法
遷移法是將化學(xué)處理劑直接加入到樹脂膠液中進(jìn)行整體滲合,在浸膠的同時(shí)將處理劑施于玻璃纖維上,借處理劑從樹脂膠液至纖維表面的“遷移”作用而與纖維表面發(fā)生作用,從而在樹脂固化過程中產(chǎn)生偶聯(lián)作用。
六. 評(píng)價(jià)玻纖好壞的主要指標(biāo)
第一個(gè)指標(biāo):玻纖在拉絲過程中所使用的表面活性處理劑
第二個(gè)指標(biāo):單絲直徑,單絲直徑越小,產(chǎn)品的力學(xué)性能與表面外觀越佳
七.簡述短玻纖在塑料中的優(yōu)勢
① 短纖針對(duì)性較強(qiáng),一般短纖生產(chǎn)的廠家會(huì)根據(jù)不同用途使用不同的浸潤劑,而且短纖在單位體積內(nèi)浸潤劑含量比長纖要多,這樣就會(huì)保證樹脂與玻纖的結(jié)合能力。 短纖的單絲直徑較細(xì),比較好控制玻纖在塑料粒子的長度和分布,從而直接影響產(chǎn)品力學(xué)性能與表面外觀。
② 短纖計(jì)量更加準(zhǔn)確,短纖一般是通過側(cè)喂料系統(tǒng)與電子秤添加。
③ 對(duì)螺紋塊磨損較小,由于短纖已經(jīng)被原廠剪切好,改性再加工時(shí),就螺桿剪切力大大減弱。
④ 如果是回料增強(qiáng)的話,可以考慮加短纖,用比較差一點(diǎn)的回料,可以降低成本,如隔熱條專用料完全可用此方法。