玻璃纤维及其复合材料研究进展
2021-04-22赵志强
天津造纸 2021年4期
赵志强,刘 忠,徐 艳
(中国轻工业造纸与生物质精炼重点实验室,天津市制浆造纸重点实验室,天津科技大学轻工科学与工程学院,天津 300457)
玻璃纤维(GF)是一种性能优异的无机非金属材料,它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,被广泛应用于冶金、化工、通讯、电子、建筑、航空航天、交通运输等领域。玻璃纤维的生产工艺分为两次成型的坩埚拉丝法和一次成型的池窑拉丝法。1958年,我国从国外引进了采用坩埚拉丝法制备玻璃纤维的技术,但是此方法存在工艺较繁杂、产量较低、性能不稳定和污染较大等多种问题[1];1980年,我国引入了池窑拉丝法生产工艺,目前池窑拉丝法已成为国际上主流的拉丝工艺,用此方法生产的玻璃纤维占全球总量的85%~90%。图1为池窑拉丝法工艺流程。

图1 池窑拉丝法工艺流程
玻璃纤维种类较多,主要根据玻璃纤维组成中碱金属氧化物的含量、玻璃纤维单丝直径以及玻璃纤维外观和特性进行分类[2],玻璃纤维目前已能工业化生产,价格也比其他一些无机和有机纤维低[3]。玻璃纤维物理、化学性能优异,缺点是性脆、耐磨性较差[4]。玻璃纤维的物理性能主要表现在密度、断裂强度、伸长率等方面。表1列出了玻璃纤维与其他几种纤维的主要性能。从表1中可以看出玻璃纤维的密度高于有机纤维,低于金属纤维;断裂强度比大多数纤维高,仅次于碳纤维;最大伸长率为3%[5]。……
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