玻璃纤维纱生产工艺

玻璃纤维

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。

玻璃一般人的观念为质硬易碎物体，并不适于作为结构用材，但如其抽成丝后，则其强度大为增加且具有柔软性，故配合树脂赋予形状以后终于可以成为优良之结构用材。玻璃纤维随其直径变小其强度增高。原料及其应用玻璃纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好(特别是玻璃棉)，抗拉强度高，电绝缘性好（如无碱玻璃纤维）。但性脆，耐磨性较差。玻璃纤维主要用作电绝缘材料，工业过滤材料，防腐、 防潮、 隔热、隔音、减震材料。还可作为增强材料，用来制造增强塑料（见彩图）或增强橡胶、增强石膏和增强水泥等制品。用有机材料被覆玻璃纤维可提高其柔韧性，用以制成包装布、窗纱、贴墙布、覆盖布、防护服和绝电、隔音材料。作为补强材玻璃纤维具有以下之特点，这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛，发展速度亦遥遥领先其特性列举如下：(1)拉伸强度高，伸长小(3%)。(2)弹性系数高，刚性佳。(3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大。(4)为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳。

(5)吸水性小。(6)尺度安定性，耐热性均佳。(7)加工性佳，可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。 (8)透明可透过光线。(9)与树脂接着性良好之表面处理剂之开发完成。(10)价格便宜。(11)不易燃烧，高温下可熔成玻璃状小珠。

其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃中碱含量的多少，可分为无碱玻璃纤维（氧化钠0%～2%，属铝硼硅酸盐玻璃）、中碱玻璃纤维（氧化钠8%～12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃）和高碱玻璃纤维（氧化钠13%以上，属钠钙硅酸盐玻璃）。

摘要

在广义范围来说，我们对于玻璃纤维的认识一直停留在它是一种无机非金属材料，可是随着研究的深入，我们知道实际上的玻璃纤维的种类有很多，而且性能优异，有很多突出的优点。比如说它的机械强度就特别高还有抗热、抗腐蚀效果也特别好。诚然，任何材料都不是完美的，玻璃纤维也有它自己无法令人忽视的缺点，就是它不耐磨而且容易发生脆裂。所以实际应用时我们要扬长避短。

玻璃纤维的原料获取简单，主要是废弃的旧玻璃或者玻璃制品，玻璃纤维特别细，20多根玻璃单丝组在一起才相当于一根头发的粗细。玻璃纤维通常可以在复合材料中作为增强材料来使用,由于近些年来人们对玻璃纤维研究逐渐加深,使得它在我们生产生活中扮演了越来越重要的角色。本文主要研究玻璃纤维的生产工艺及应用,介绍了玻璃纤维纤维的性质、主要成分、主要特点、材料分类、生产工艺、安全防护、主要用途、安全防护、产业现状、发展前景。

关键字:特点;生产工艺;应用;发展前景

abstract

In broad scope, our understanding of the glass fiber has been stuck in it is a kind of inorganic nonmetal

material, but with the deepening of the research, we know that in fact there are a lot of the kinds of glass

fiber, and excellent performance, there are many outstanding advantages. Like it is really better than

high mechanical strength and heat-resistant, corrosion effect is also very good. True, any material is not

FRP简介

一、FRP 概述

FRP学称纤维增强塑料，国内在习惯上称之为玻璃钢。它是以合成树脂为基体材料，以玻璃纤维及其制品为增强材料组成的复合材料。

二、FRP 主要原料

玻璃纤维和树脂及辅材。

玻璃纤维是增强材料，该材料的选择是决定FRP不同性能差异的主要原因，也是最关键之一。最常用的玻璃纤维是无碱纤维和中碱纤维。中碱纤维几乎所有的性能都比无碱纤维差，但耐酸性较无碱纤维好，价格也较低。玻璃纤维制品主要有：玻璃纤维、玻璃纤维毡、连续毡、表面毡、针织毡、复合毡、玻璃纤维布、玻璃纤维带等。

树脂是基体材料，根据各种不同产品的特殊要求，可选择不同类的树脂。常用的不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯机酯树脂。不饱和聚酯树脂的粘度小、浸润性好、气泡容易排除、凝胶时间可根据需要任意调节控制、工艺性能最好、相对价格也较低，故虽然强刚度比环氧低些，固化收缩率也较大，但仍得到广泛应用。环氧树脂粘结力强，用于较高强度的玻璃钢制品。但粘度高、工艺性能差、价格也较贵。乙烯基树脂主要因其优越的耐腐蚀和耐温性在防腐领域得到广泛应用。其他还有酚醛树脂、呋喃树脂及其一些高性能树脂，酚醛树脂因其优越的阻燃性，近来受到广泛重视。

主要辅料：脱模剂、固化剂、催化剂、封模剂、UV光稳定剂、洁模水、胶衣等。

三、 FRP 成型工艺

经过数十年的探索和努力，FRP已发展出手糊、缠绕、SMC（BMC）、拉挤、离心浇铸、RTM、RIM、GMT 等多种工艺。

拉挤工艺

一、概述

拉挤工艺是一种连续生产复合材料型材的方法，它是将纱架上的无捻玻璃纤维粗纱和其他连续增强材料、聚脂表面毡等进行树脂浸渍，然后通过保持一定截面形状的成型模具，并使其在模内固化成型后连续出模，由此形成拉挤制品的一种自动化生产工艺。

二、拉挤工艺流程

玻璃纤维粗纱排布 > 浸胶 > 预成型 > 挤压模塑及固化 > 牵引 > 切割 > 制品

玻璃纤维的性能与应用

摘要：由于玻璃纤维具有绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高等许多优点，现已广泛应用于复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。本文通过总结和整理，简单阐述了玻璃纤维的特有性能以及其在各个领域的应用。

关键词：玻璃纤维；性能；应用；复合材料

1.前言

玻璃纤维（英文原名为：glass fiber或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。

2.玻璃纤维的发展

玻璃纤维有较长的发展历史。上世纪三十年代，美国人发明了用铂坩埚连续拉制玻璃纤维和用蒸汽喷吹玻璃棉的工艺后，玻璃纤维的生产才形成了现代工业。随着近代科学技术的发展，对玻璃纤维的力学、耐热等性能提出了更高的要求，促使六十年代以来出现了许多特种玻璃纤维，如耐高温玻璃纤维、高强度玻璃纤维、高模量玻璃纤维等。在高性能玻璃纤维的发展过程中最引人注目的是1996年3月在第41次SAMPE国际会议上，道康宁公司首次发表的高强度玻璃纤维"ZenTron”，它是以高硅含量玻璃为原料制成，采用被称为Single-bushing(单套管)或Single-end(单头)30型的技术成纤的。此产品后处理工序少，可防止纤维的损伤，并能降低成本。

我国研究玻璃纤维也有几十年的历史。早在1958年，我国以手糊工艺研制了玻璃钢船，以层压和卷制工艺研制了玻璃钢板和火箭筒等。1960年在北京、上海和哈尔滨相继成立了科研机构。1961年研制成功了玻璃纤维耐烧蚀端头，1970年用手糊夹层结构板制造了44m大型玻璃雷达罩，1975年成立了玻璃钢学会，1983年中国建筑材料研究院试制成功了抗碱玻纤增强硫酸铝酸盐低碱水泥复合材料，1988年武汉工业大学研究成功高性能玻纤增强氯氧镁复合材料，目前，这两种复合材料均已形成工业化生产规模，在建筑工程中广泛用于墙体、防火门、水箱、通风管道、卫生间吊顶、温室框架和艺术制品等。