KuMoo's Blog

摘要：主要论述了玻璃纤维的发展、基本性能、玻璃纤维的环保应用。
      玻璃纤维是塑料改性增强的主要品种，是实现通用塑料工程化的重要途径之一，使制品的抗拉强度、刚性、热变形温度明显提高。玻璃纤维复合材料由于其材料性能的可设计性及轻质高强的特点，应用于航空、航天及国民经济的诸多领域，如建筑、陆上交通工具、船艇和近海工程、电子、电器、体育、医疗器械等。
    1 玻璃纤维的发展历程
    玻璃纤维在复合材料领域发挥着极其重要的作用，很早就引起人们的关注，其发展经历了以下几个阶段:
1．1  20世纪30年代末，自玻璃纤维问世，并且出现环氧树脂和不饱和聚醋以来，旋即形成了无机材料与有机材料相结合而形成的具有新型功能的复合材料时代，为玻璃纤维电气层压材料和玻璃纤维增强塑料(FRP)的发展奠定了基础。
1．2  1958年至1959年，玻璃纤维池窑拉丝工艺获得了成功。
1．3  20世纪末，玻璃纤维增强热固性塑料，玻璃纤维增强热塑性塑料，玻璃纤维增强沥青防水材料和用于电绝缘及建筑等企业的玻璃纤维制品已成为相对稳定的四大玻璃纤维支柱市场。
2 玻璃纤维的基本性能
2．1 外观特性
通常的玻璃纤维外表呈光滑的圆柱状，其截面呈完整的圆形，近20年来，国外已研究出异形的玻璃纤维。
2．2 密度
玻璃纤维密度一般在2． 50^-2． 70 g/cm，左右，主要取决于玻璃成分。
2．3 拉伸强度
3-9 pm玻璃纤维拉伸强度为1 470-4800Mpa，远远超过其它天然纤维、合成纤维及各种合金材料。
2．4 弹性模量
根据胡克定律原理拉伸纤维，测出纤维的断裂伸长，计算出弹性模量E=0． 098． " CZ?P/g
2．5 电性能具有良好的电绝缘性能和介电性能。故可作各种绝缘材料、雷达罩、透波材料等。
2．6 化学稳定性
玻璃纤维在自然条件下，经过阳光、风、雨和水气或其它气体的长期作用，会发生老化现象，强度也会逐渐丧失或产生其它的物理化学变化。
2．7 耐热性
玻璃纤维具有很高的耐热性，其软化温度550^750 'C。
2．8 耐疲劳性
对细纤维而言，如长期处于张力作用下，都会在很大程度上“疲劳”。
2．9 柔性
由于玻璃纤维是脆性材料，断裂伸长很小，故其柔性较小或脆性较大，这是玻璃纤维的主要特点。
2．10 湿性
玻璃纤维的吸水作用比天然纤维和人造纤维小得多。
2．11 隔音性
玻璃纤维有着优良的隔音吸声性能，故其制品可在各种声学设备中应用。
3玻璃纤维当前发展状况
在世界范围内，玻璃纤维工业仍是一门保持增长活力的朝阳工业。在美国、欧洲等发达国家，玻纤工业的增长率一直高于这些国家的GDP增长率。以占全球玻纤总量40％的美国为例，1998年玻纤总产量为94．9万吨，预计2008年则达到126万吨。
在亚洲地区特别是我国大陆及台湾地区的玻纤工业，在新世纪伊始将有快速发展。根据正在建设和拟议中的玻纤项目统计，截止2003年，新增玻纤池窑有7座，新增玻纤产量12万吨左右。其中用于电子工业的无碱玻璃纤维约占1／2，它突出地反映了全球电子工业重心正从欧美转移到亚洲地区。
在欧洲地区，多年来玻纤工业一直呈稳步上升态势。目前欧洲地区年产玻纤50余万吨，尚不敷应用，需从其他地区进口10余万吨以作补充。据统计，随着欧洲复合材料工业的增长，今后玻纤工业也将进一步发展。
4．环保、节能及新能源市场
玻璃纤维已广泛应用于环保用途。例如，玻璃纤维过滤袋在水泥工业、炭黑工业、钢铁工业和电力工业中可用于废气的消烟除尘，玻璃纤维空气过滤器可以用于建筑物和汽车的空气调节系统，玻璃纤维过滤纸可以用于汽车尾气的净化装置。另外，正在开发的环保新用途有：
①填埋坑土壤加固材料
把玻璃纤维和合成纤维用作土壤的加固材料，以提高土壤的强度。经过玻璃纤维和合成纤维加固的土壤可以用于固体废弃物的填埋坑。
②石灰填埋材料加固材料
在石灰、粉煤灰混合物中加入玻璃纤维等加固材料，可用作处理含铜、镍、和镉等元素的有毒固体废弃物的填埋材料，效果很好。
③粉煤灰堆场覆盖材料
由硅酸钠溶胶、硅酸盐水泥、硬化剂（如硫酸钠、氯化钙等）和增强纤维等组成的浆料，可喷洒在粉煤灰堆场上，形成一层防水、耐碱、抗老化和抗冻的薄膜，防止粉煤灰对环境造成污染。
④淤泥回填材料
在淤泥中加入玻璃纤维增强材料和胶凝材料，使水分含量高达25～75%的淤泥变成半固体材料。经过这样处理的淤泥可用作土木工程中的回填材料。
⑤有害工业废弃物的容器
由短切玻璃纤维、炭黑和液体树脂等配制而成的粘结剂同集料混合后可用于存贮有害废弃物，例如可存贮含铅、汞、多氯联苯等严重污染环境的化学物质的工业废弃物，以免这些化学物质进入周围环境。
⑥汽车配件
鉴于大气污染治理的急迫性，用天然气代替汽油驱动汽车成为较为理想的选择。这就为玻璃钢气瓶的发展带来机会，而玻璃钢气瓶需要优质的无碱玻璃纤维增强材料。
5、玻璃纤维工业现状
世界玻璃纤维从20世纪30年代末诞生至今，已经脱离传统的玻璃工业“母体”，而成为一门崭新的独立工业体系，逐步渗透到世界各国国民经济的各个部门，如交通、能源、电子、建筑、化工、造船、基础设施、航空航天及国防尖端等工业领域，已经成为工业发展及科技进步不可缺少的新型工程材料与结构材料。目前，世界玻璃纤维工业的生产与技术已高度集中在三巨头手里：美国欧文思一康宁公司(简称OCF公司)、法国圣戈班集团维托特克斯国际公司及美国匹兹堡工业公司(简称PPC公司)。它们总共占有80%左右的国际市场，同时垄断着先进生产技术，带动并影响着世界玻璃纤维工业的发展方向。
商场如战场，瞬息万变。近儿年来，世界玻纤三巨头不断加快发展步伐，我们必须提高自身的应变能力，以便适应变幻莫测的国际竟争，总之我们有理由想信，一个现代化的玻纤工业将迎着新世纪的曙光在我国建立起来。

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