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1、ECR玻璃纤维发展及应用1980年,美国欧文斯科宁公司在E玻璃基础上研制出E-CR玻璃。它不含硼,不加氟,避免了排放物问题,同时在以下方面具有超越E玻璃纤维的表现。耐腐蚀性玻璃纤维的耐腐蚀性由其化学结构所决定。E-CR玻璃中的金属离子即使长时间处于酸性环境中也不会被酸浸析。同时,在E-CR玻璃组成中增添了ZnO并增加了含量,这更加提高了其耐腐蚀性,使它具有长期的耐酸性和短期的耐碱性。因此缘故,E-CR玻璃纤维被视为一种耐腐蚀的玻璃纤维。由于此优点,地下排水管和酸性环境中的玻璃钢设备用户都更愿意使用玻璃纤维。耐热性E-CR玻璃的软化点为880～890℃,比E玻璃约
2、高50℃。更高的软化点导致更好的耐热性能。这尤其对用作热防护制品手套、焊接防护帘等的膨化织物有利。E-CR玻璃纤维也可制成密封垫、灯芯等制品。电性能E-CR玻璃纤维在电气应用中具有以下优点①E-CR玻璃纤维的表面电阻率比玻璃纤维高得多。②E-CR玻璃纤维中基本无气泡,这就减少了形成空心纤维的可能,从而提供更好的电绝缘性能。③E-CR玻璃纤维增强塑料的介电强度更高,漏电现象更少。④E-CR玻璃纤维增强塑料绝缘杆比玻璃纤维增强塑料产品更能承受应力腐蚀脆性断裂。力学性能E-CR玻璃纤维的弹性模量比E玻璃纤维更高,因此在增强聚酷和环氧拉挤复合材料中,由于纤维的单向取向,
3、拉挤制品就获得了更高的模量和拉伸强度。拉挤格栅、走道和栏杆是广泛用于酸性环境的玻璃钢制品。用玻璃纤维增强聚酷和乙烯基环氧树脂的拉挤杆材,其拉伸强度分别比玻璃纤维拉挤杆材高和既按照标准测试。除此初始强度外,其经时强度保留率也更高。在ASTM标准中,E-CR玻璃被定义为“无硼的改性玻璃”。E-CR玻璃在大多数用途中都可以替代E玻璃。1988年,在加拿大的埃德蒙顿成立了一个专门生产E-CR玻璃纤维的厂商——发博瑞克玻璃公司。同年,该公司开始了玻璃纤维的商品化生产,主要产品是无捻粗纱。粗纱号数范围为200～8800tex,单丝直径范围为10～23μm。E-CR玻璃无捻粗
4、纱与聚酷、乙烯基酷、环氧和酚醛树脂相容,适用于缠绕、拉挤、喷射、膨化、缝编、机织、针织、编织、针刺等工艺,可制成管道、贮罐、化工设备、船艇、汽车和飞机部件、风力发电机叶片、电线杆、绝缘杆、光缆加强件、门窗构件、整体卫生间、建筑板材、体育器械等。1997年,欧文斯科宁公司又研发了一种独特的E玻璃,注册名为Advantex。它结合了传统E玻璃的电性能、力学性能和E-CR玻璃的耐酸蚀性能,而其成本与E玻璃相同。Advantex玻璃中不含硼,可把玻璃纤维制造过程中的空气污染物减少到最低程度。按照标准的定义,仍是一种E玻璃,它可作为玻璃纤维性能的行业标准,并符合E-CR标
5、准中关于玻璃和玻璃的说明。为了应对行业对大批量生产复合材料和大大提高复合材料性价比的需求,欧文斯科宁公司于2006年又推出新一代的高性能增强材料系列—Hiper一tex,其中最先推出的产品是用于风能市场的WindStrand无捻粗纱。它用一种碱土铝硅酸盐玻璃制成,同Advantex一样,它也是一种无硼玻璃。近年来,由于欧文斯科宁公司在玻璃熔制、纤维成形技术方面的新进展和配合料方的优化,玻璃纤维生产过程所产生的二氧化碳及其他空气污染物大大少。这些专有的开发成果使Hiper一tex的制造与传统生产方法相比,对环境的影响大为减少,因而被称为是绿色的创新。新的Hiper
6、一tex技术平台使其复合材料的强度比传统E玻璃复合材料提高,模量提高,耐疲劳性能显著提高,抗冲击、耐腐蚀和耐高温性能均有提高。新技术也提高了产品的性价比。凭借新的玻璃组成、新的熔制、拉丝和浸润剂技术以及高产能平台,Hiper一tex这一突破性的创新将使高性能复合材料更易获得推广应用。Hiper一tex的更优性能和性价比是为风能、压力容器、装甲、航空航天等市场及轻质结构材料所需的。Hiper一tex中的Windstrand产品是专为采用树脂渗注技术和预浸料技术制造风力发电机叶片而设计的。在风能市场中的初步研究表明,能使成型厂商减轻风力发电机叶片重量10%,或者增加
7、叶片长度6%而不增加其总重量。Windstrand有助于设计更大的发电机转子,产生更多的电力,最终降低每度电的成本。在压力容器等工业市场中,Hiper一tex增强材料的高强度、高模量、耐疲劳、抗冲击和耐腐蚀特性可使压力容器重量比钢容器减轻,成本比芳纶纤维和碳纤维制品减少40%。在航空市场,航空公司都在力争降低因燃料涨价带来的高运营成本。这需要更轻的飞机来改善燃料经济性。用Hiper一tex增强材料制造的复合材料能减轻飞机地板、控制盘及其他部件重量或提高它们的强度。防弹装甲是另一个大市场。全球增多的恐怖主义活动迫使对高成本效益的轻质防护材料的需求增加。军事领导人正
8、在寻求更轻的防弹材料来防
