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玻璃纤维成份和性能
玻璃纤维行业基本概念:
玻璃纤维成份和性能
生产玻璃纤维得基本原料就就是:石英砂、腊石、石灰石、白云石,为了熔化以上物质,还要加入硼酸和萤石作助熔剂。玻璃纤维按所含Ｎa2O成分得多少分三类:无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维。无碱玻璃纤维中含有ＳiＯ２ 5５~5７%,Aｌ2O3　10~１7%,CaO １2~25％,MｇO 0～8%,B2O3 8、5%,Ｎa2O　0、5%。中碱玻璃纤维Nａ2O含量为１2%,高碱玻璃纤维Na2O含量为15％,其她成分一样,含量稍微变动。从性能上看,无碱、中碱、高碱玻璃纤维其强度依次降低、耐久性依次变差、绝缘性依次减弱,只就就是耐酸性依次增强。无碱玻璃纤维多用于增强和绝缘材料,高碱玻璃纤维多用于稀酸环境,如蓄电池隔板、电镀槽、酸贮罐、酸过滤材料等,中碱玻璃纤维因价格优势在中国得到普遍使用。玻璃纤维与金属相比具有高强度、耐腐蚀、透光性和绝缘性好等特点。
玻璃纤维生产工艺
生产玻璃纤维常用得方法有两种:池窑法直接拉丝、球法坩锅拉丝。池窑法直接拉丝就就是将矿物原料磨细配制送入单元窑,用重油燃烧加热熔化物料后直接拉丝,具有产量大、质量稳、能耗低得特点,球法坩锅拉丝就就是从市场上购进玻璃球然后再通过电加热熔化拉丝,所用坩锅有陶土坩锅、全铂坩锅、代铂坩锅之分,前者只能用平板碎玻璃生产高碱玻璃纤维,全铂坩锅能耐高温且能制出干净纯净玻璃纤维,但单炉需铂铑合金3~4公斤,造价昂贵,现在主要用代铂坩锅,即熔化部分为耐高温陶土材料,拉丝漏板用铂銠合金材料,单炉用贵金属０、6 公斤既可,节省造价,但质量不如全铂坩锅,适合我国。球法坩锅拉丝所用漏板为５0~8０0孔,单丝直径在9微米以下,一般需经过加捻纺织后制成各种玻璃纤维制品,此法能耗大、质量不稳定,但非常灵活,可补充池窑拉丝得一切空白。池窑拉丝用漏板为８00~4００0孔,单丝直径在11微米以上。
单丝用浸润剂涂油保护后集束成原丝,如果用于增强塑料则必需涂覆偶联剂。浸润剂得作用就就是:A浸润保护作用B粘结集束作用C防止玻璃纤维表面静电荷得积累D为玻璃纤维提供进一步加工和应用所需要得特性E使玻璃纤维获得与基材有良好得相容性,五种性能使下游复合材料就就是有理想得物理、力学、化学、电学以及耐老化等应用性能。偶联剂就就是让无机玻璃材料与有机树酯材料很好地结合在一起,她们决定着玻璃纤维得技术含量和使用方向。玻璃纤维浸润剂分为增强型浸润剂、纺织型浸润剂和增强型浸润剂三大类。其配方根据下游要求各不相同。
玻璃纤维制品
玻璃纤维制品可分为无纺制品和织纺制品两大类,前者包括无捻直接粗纱和各种玻璃纤维毡如原丝短切毡、连续毡、针刺毡、复合毡等,后者可通过机织、编织、针织、缝编等手段制成各种用途得玻璃纤维材料:原丝退解成无捻纱,加捻成单股纱,再合股成纱线,继续合股可制成缆线或绳索,变形加工可制成膨体纱,以上纱、线、绳即可单独应用又可借助纺织技术做成各种片状或立体织物,以满足多种场合下得工业需要。纺织制品品种多,附加值高,但用量少,只占玻纤制品总量得20%左右,其中又以方格布为主,占三分之二。
单根丝用直径(微米)量化,纱和线用线密度ｔex(一公里得克重)量化,片状物用“克/平方米”和厚度(毫米×１０00)量化。
玻璃纤维得增强性能
复合材料由三部分组成:增强相、基体相、界面相。基体相就就是一种连续相材料,她把改善材料性能得增强材料固化结成一体,并起到传递应力得作用,主要包括树脂、金属、陶瓷、水泥等几大类。增强相起承受应力负荷和显示功能得作用,主要包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、钢丝等。界面相决定着增强相和基体相得结合力,就就是复合材料设计得重要技术因素和功能实现因素。
玻璃钢就就是最常见也就就是用量最大得一种复合材料,国外称玻璃纤维增强塑料,其基体相就就是高分子树脂,如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚丙烯酸树脂等;增强相就就是各种质地和型号得玻璃纤维制品,如玻璃纤维方格布、短切毡、连续毡、缠绕纱等。界面相通过浸润剂、偶联剂及各种助剂实现,如石蜡、淀粉等保护剂、硅烷类偶联剂等。
纤维玻璃纤维增强塑料(FRＰ)得生产成本=原料成本＋复合成本。其中原料成本,由于石化工业得发达使合成树脂成本在不断下降和玻璃纤维池窑拉丝得发展使玻璃纤维成本也在不断下降,但就就是,由于技术原因使得复合成本高于原料成本,造成复合材料生产成本过高。玻璃纤维增强塑料可靠性较差也就就是由于复合技术原因造成得,主要表现在玻璃纤维与合成树脂分布不均匀,合成树脂含量很难准确控制,复合界面不良,力学结构不佳,所以亟需技术创新加以突破。纵观复合材料发展50余年历史,始终沿着后期复合道路发展,未有突破,要想使复合材料产生质得飞跃,必须突破常规复合机理,采用高新技术在玻璃纤维新生态下进行早期复合,这就就就是中国人发明得“玻璃纤维复塑丝及玻璃纤维复塑异型材”所倡导得复合材料发展新理念。在玻璃纤维熔化拉丝过程,利用玻璃纤维得余热和表面得活性,将合成树脂复合在新生得玻璃纤维表面上,形成玻璃纤维复合塑丝,达到单纤维精密复合,采用一步生产法制成无机材料与有机材料得复合纤维,实行高速拉丝自动复塑。她将常规得冗长复合工序提前合并在拉丝过程中瞬时完成,由于复合与拉丝同期合并进行,所以成为零工时复合。由于复合工时为零,所以复合劳动成本等于零,则使得复合材料成本接近或等于原料成本,所以称为低成本新技术。由于实行单纤维精密复合,使得复合材料得界面积为最大——等于所有玻璃纤维表面积之和,所以结合力也最大。消除复合材料内部缺陷,所以提高了复合材料质量和可靠性。       我们知道,常用E级玻璃纤维得工作态抗拉强度为１200Mpa,碳纤维T300得抗拉强度为3500Ｍpa,因此玻璃纤维只能做普通复合材料使用,而高强度得先进复合材料必须使用碳纤维做增强材料,但就就是碳纤维价格昂贵,例如T300 720元/kg,如此昂贵得价格阻碍了先进复合材料普及应用。过去人们曾设想,通过改进成份来提高玻璃纤维得强度,但就就是效果不大,例如S级玻璃纤维只比E级玻璃纤维强度提高30％,但就就是成本增加４倍。再想提高玻璃纤维得强度,被认为就就是不可能得事。但就就是,深入研究不难发现,玻璃纤维酝藏着一个非常重要得未被利用得特性,那就就就是玻璃纤维新生态得强度非常高,高于碳纤维:例如:E级玻璃纤维新生态强度为37０0Mpa,她比碳纤维T300得强度3500Mｐａ高出200Ｍpa。由于玻璃纤维对环境水份非常敏感,抗蚀能力较低,经过水冷却和浸润剂处理后,强度大幅下降,再有玻璃纤维表面无保护,因互相摩擦损失,也使强度下降约3０％,所以到了玻璃纤维工作状态时,强度下降12OＯMｐa,损失了2５OOＭpａ。采用什么样得技术手段保护玻璃纤维由新生态到工作态强度不下降或少下降？这正就就是玻璃纤维新生态早期复合技术得有用之处。
高硅氧玻璃纤维 　 高硅氧玻璃纤维就就是采用三元系统制备而成得特殊玻璃纤维,经过多种特殊工艺处理。具有耐高温,高强度,优异得化学稳定性和电绝缘性能。适用于缠绕工艺和编制工艺。广泛应用在航天技术和日常电子技
术领域。 特殊性能对比: 1、耐高温:可瞬间承受1７００℃高温,在１000℃高温环境中,可正常工作; 　2、高强度:比一般无碱玻璃纤维等同线密度,高3-5倍; 　3、优异得化学稳定性和电绝缘性; 　 产品种类: 　1、高硅氧玻纤纱 　 2、高硅氧玻纤布 3、高硅氧玻纤绳 4、高硅氧玻纤网格布 　 5、高硅氧玻纤毡 主要应用领域:高温环境工作和电气绝缘
三元催化器,就就是安装在汽车排气系统中最重要得机外净化装置,她可将汽车尾气排出得CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害得二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中得三种主要有害物质转化为无害物质,故称三元。
　 三元催化器得工作原理就就是:当高温得汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中得净化剂将增强CO、碳氢化合物和ＮOx三种气体得活性,促使其进行一定得氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无色、无毒得二氧化碳气体;碳氢化合物在高温下氧化成水(Ｈ２0)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。
　 三元催化一般不用清洗,如果三元催化氧化厉害了就直接更换。因为,三元催化得工作温度在350度左右,所以最好没有液态水残留,所以清洗并不好。
纤维细度:３～25μm　
     纯 度:SiO２含量9９、9%以上　
     二、性能:      熔点:171０℃
     析晶温度:700℃以上
     耐温性:１200℃半小时开始酥化不变型　
     导热系数:(纤维毡状时)在20０℃以下　< 0、03千卡/米•时•度
     在1000℃时0、２千卡/米•时•度
     抗拉能力:1５、4N
     抗拉强度:常温下 >　150Kg／ｍm2　500℃时强度减少20%      弹性模数:9６×1０4Kｇ/mm２      介电常数:ε=4、5　    　体积电阻:(作电缆时)　
     常温下>1×1０17Ω•cm
     ５0０℃时>1×１０10Ω•cm      100０℃时>１×108Ω•cｍ      耐水性:在水中煮沸3小时无损失　
     耐酸性:在1NH2SO４煮沸3小时无损失
     耐碱性:在0、5NNaOH煮沸3小时损失０、62%     　三、用途:　     ①用于高温隔热:如火箭、导弹作隔热、防震材料或其她高温绝缘工程中。　
    　②用于增强塑料:与树脂合成制作高温高强度玻璃钢材料。广泛用于航空、导弹、火箭等方面。     　③特种电缆:做电缆得外包皮,用在高温特殊用途得电缆上。
     ④用于高温酸碱过滤器。
     ⑤用于电子管填充材料:水拉石英丝作为电子管得填充材料,以改善电子管得性能,延长电子管得寿命。