玻璃纤维的性能.ppt

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1、玻璃纤维一.玻璃纤维的生产玻璃纤维的制造工艺有两种路线正在实践中:第一种包括玻璃弹珠制备,它们在成纤阶段再度熔融;第二种是直接熔融路线,其中加热炉连续投入原材料。它们被熔融和精炼,此过程中玻璃到达一组铂铑模套上面的前炉,纤维从多孔模套拉出。注:漏斗处的纤维生产率是玻璃流动速率,而非细化速率的函数,后者决定纤维的最终直径.注:漏斗处的纤维生产率是玻璃流动速率,而非细化速率的函数,后者决定纤维的最终直径1)熔融玻璃通过漏嘴的流动可以用泊肃叶方程描述:对不同几何形状的漏嘴的修正方程由Loewenstein给出。2)多孔模套一般由87铂/13铑~90铂/

2、10铑的合金组成。3)收集在一起的纤维束是工业中所称的粗束丝，通常为一个单独的操作，是将多条200根单纤组合成所以需要的粗细。然而，随着2~4000孔模套的开发，直接粗束丝可以立即形成最终卷装。4）一般采用2500m/min的拉出速率使纤维细化到所需直径。在公制系统中，粗束丝由纤维的直径和每股中单纤的数目表示，并定义为粗束丝的总线密度（tex）。一般喜欢用较老的纺织单位旦数是每9000米的克数（g/9000m）。在美国的标准系统中，采用字母后接“支数”，它是每磅的百位码数。纤维直径，df（μm）可以根据等式从粗束丝的Tt计算:注:Tt=tex;N

3、--每股的单丝数目。二.玻璃纤维的性能1.力学性能从表中可以看出，玻璃纤维在以下几个方面具有独特的性能：(1)密度玻璃纤维的密度高于有机纤维，但低于金属纤维。(2)断裂强度玻璃纤维具有较高的拉伸强度，在相同重量时，其断裂强度比钢丝高2～4倍。因而人们又称它为玻璃钢。(3)尺寸稳定性玻璃纤维不会因环境温度变化而变形，最大伸长率仅为3％。玻璃纤维的应力应变之间保持线性关系，直至断裂。(4)硬度玻璃纤维的硬度较高，约为锦纶的15倍。玻璃纤维的硬度与其固有的脆性相结合，构成了突出的低弯曲阻抗性。在对玻璃纤维进行纺织加工的过程中，玻璃纤维会受到弯曲应力，为

4、了提高纤维的弯曲阻抗性，其直径应减少。2 耐热性能玻璃纤维是一种无机纤维，它本身不会引起燃烧，并且有很好的耐热性，这在纺织纤维中是很独特的。玻璃纤维在较低的温度下受热，其性能虽变化不大，但会引起收缩现象。玻璃纤维的导热系数非常小，因而它常用于管道和容器的隔热，以及作为成型件的绝缘壳。3 化学稳定性能玻璃纤维的化学稳定性，取决于其化学组成、介质性质、温度和压力等条件。玻璃纤维对腐蚀性化学品如酸和碱，有好的阻抗，它几乎不受有机溶剂的影响，并对大多数无机化合物是稳定的。4 电性能玻璃纤维具有高的比电阻和低的电介质常数。玻璃纤维的电性能主要取决于玻璃的化

5、学成分，特别是碱氧化物的含量。所以无碱玻璃纤维制品在电气、电机工业中得到了广泛而有效的应用。5 其它性能玻璃纤维具有耐老化、防腐、防霉、抗紫外线辐射等性能。采用合适的表面处理剂，可以改善玻璃纤维的加工性能。但玻璃纤维也存在一些由于其本身化学性质所带来的性能方面的缺陷，如玻璃纤维脆性大，耐磨性差，柔软性差，不耐弯曲。纤维断落的纤维头，触及人体使人难受，特别会使皮肤发痒。再者，玻璃纤维吸湿性差，染色困难。制造成本较高。三.玻璃纤维的应用1 土木建筑在建筑业，玻璃纤维已广泛应用于冷却塔、储水塔以及卫生间的浴盆浴缸、门窗，安全帽和通风设备等。另外由于玻璃

6、纤维不易沾污、隔热和不燃烧，因此它在建筑装饰上应用日益广泛。玻璃纤维在基础设施中应用，主要有桥梁、码头、栈桥和临水结构等。沿海和岛上的建筑容易受到海水的腐蚀，这最能发挥玻璃纤维材料的特长。2 交通运输玻璃纤维用于交通运输主要是在航空航天工业和汽车及火车制造工业上。目前，波音747飞机使用玻璃纤维复合材料构件的总面积已达到929m2。玻璃纤维可用作汽车的零部件，轿车的整体壳体，还可以用来制造渔船，其工艺简单，防腐防蚀，维修频数和保养费低，使用寿命长。3 机械工业用玻璃纤维增强后的聚苯乙烯系塑料，其机械性能，制品的尺寸稳定性以及耐热耐冲击强度都有很大

7、的提高，广泛用于家用电器零件、机壳等。玻璃纤维增强聚甲醛还被广泛地用来代替有色金属，用于制造传动零件，如轴承、齿轮和凸轮等。4 化学工业化学工业设备腐蚀严重，玻璃纤维的出现给化学工业带来了光明的前景。玻璃纤维主要用于制造各种槽、罐、塔、管道、泵、阀和风机等化工设备及配件。玻璃纤维耐腐蚀，强度高，使用寿命长，但一般只能用于低压或常压设备，且温度不超过120℃。此外，玻璃纤维在绝缘、防热、增强和过滤等材料方面，已在很大程度上取代了石棉。同时，玻璃纤维在新能源开发、环保、旅游和工艺美术等诸多方面，也得到了应用。结束语高性能纤维是一种技术密集，投资巨大的

8、工业产品。由于它优异的物理机械等性能，现已应用于很多领域。近十年来对高性能纤维的需求增长了近10倍。据估计，未来十年中高性能纺织纤维的年