玻璃纖維的成分及性能

生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。目前國際上已經(jīng)商品化的纖維用的玻璃成分如下：

1、E-玻璃 亦稱無堿玻璃，是一種硼硅酸鹽玻璃。目前是應(yīng)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(jī)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(diǎn)是易被無機(jī)酸侵蝕，故不適于用在酸性環(huán)境。

2、C-玻璃 亦稱中堿玻璃，其特點(diǎn)是耐化學(xué)性特別是耐酸性優(yōu)于無堿玻璃，但電氣性能差，機(jī)械強(qiáng)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，也用于增強(qiáng)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(qiáng)以及過濾織物，包扎織物等的生產(chǎn)，因?yàn)槠鋬r(jià)格低于無堿玻璃纖維而有較強(qiáng)的競爭力。

3、高強(qiáng)玻璃纖維 其特點(diǎn)是高強(qiáng)度、高模量，它的單纖維抗拉強(qiáng)度為2800MPa，比無堿玻纖抗拉強(qiáng)度高25%左右，彈性模量86000MPa，比E-玻璃纖維的強(qiáng)度高。用它們生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于空間、盔甲及運(yùn)動(dòng)器械。但是由于價(jià)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。

4、AR玻璃纖維 亦稱耐堿玻璃纖維，主要是為了增強(qiáng)水泥而研制的。

5、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。

6、E-CR玻璃 是一種改進(jìn)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7～8倍，耐酸性比中堿玻纖也優(yōu)越不少，是專為地下管道、貯罐等開發(fā)的新品種。

7、D玻璃 亦稱低介電玻璃，用于生產(chǎn)介電強(qiáng)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(jī)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(qiáng)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(jìn)型無堿玻璃纖維。

玻璃纖維制品品種與用途

1、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12～23μm。無捻粗紗的號(hào)數(shù)從150號(hào)到9600號(hào)（tex）。無捻粗紗可直接用于某些復(fù)合材料工藝成型方法中，如纏繞、拉擠工藝，因其張力均勻，也可織成無捻粗紗織物，在某些用途中還將無捻粗紗進(jìn)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：①良好的切割性，在連續(xù)高速切割時(shí)產(chǎn)生的靜電少；②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；③短切后的原絲具有優(yōu)良的覆模性，可覆蓋在模具的各個(gè)角落；④樹脂浸透快，易于被輥?zhàn)虞伷讲⒁子隍?qū)趕氣泡；⑤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(luò)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、各種座椅等。SMC用無捻粗紗在制造SMC片材時(shí)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(shí)短切絲不會(huì)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(hào)數(shù)從1200號(hào)到9600號(hào)，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：①成帶性好，呈扁帶狀；②無捻粗紗退解性好，在從紗筒退解時(shí)不脫圈，不形成'鳥巢'狀亂絲；③張力均勻，無懸垂現(xiàn)象；④線密度均勻，一般須小于±7%；⑤無捻粗紗浸透性好，從樹脂槽通過時(shí)易為樹脂潤濕及浸透。

（后續(xù)詳見淺談玻璃纖維的特性與用途（三））

江蘇優(yōu)培德復(fù)合材料有限公司致力于碳纖維、芳綸纖維、玻璃纖維和玄武巖纖維等復(fù)合材料汽車及工業(yè)領(lǐng)域的高性能零件開發(fā)、試制及生產(chǎn)，配備有復(fù)合材料不同生產(chǎn)工藝如模壓、RTM、真空導(dǎo)入、手糊等，根據(jù)不同的產(chǎn)品需求及量綱要求提供整體解決方案。