【干货】一文读懂玻璃纤维

2023-09-14
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什么是玻璃纤维?


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它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造而成,其主要成分是二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。玻璃纤维价廉、工艺成熟、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。其分类如下:


1. 以单丝直径分类


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一般,5-10um的纤维作为纺织制品用;10-14um的纤维一般做无捻粗纱、无纺布、短切纤维毡等较为适宜。


2. 以玻璃原料成分类(一般以不同的碱金属含量来区分)


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玻璃纤维中的碱金属氧化物到底是什么呢?一般指氧化钠、氧化钾。碱金属氧化物是普通玻璃的主要组成之一,主要是降低玻璃的熔点;其含量越高,玻璃纤维的化学稳定性、电绝缘性能、强度都会相应的下降。


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玻璃纤维的结构与组成



1. 玻璃纤维的特点


玻璃和玻璃纤维的共性:各向同性,无固定熔点,亚稳定性,性质变化的连续性,可逆性。

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2. 玻璃纤维的组成


玻璃纤维的化学组成主要有SiO2、Be2O3、CaO、Al2O3等。这些物质对玻璃纤维的性质和生产工艺起决定性作用。


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玻璃纤维的性能



1. 物理性能


a. 外观:光滑,圆柱形。纤维之间抱合力小,影响了与树脂的复合效果。但光滑表面对气体和液体通过的阻力小,所以制作过滤材料较理想。


b. 密度:2.5左右,主要取决于玻璃的成分。某些特种玻璃,如石英玻璃纤维,高硅氧玻璃纤维等,其密度较低,仅为2.0-2.2g/cm3;含有大量重金属氧化物的高模GF,密度可达2.7-2.9g/cm3


2. 力学性能


玻璃纤维的组成不同,性能也不同。一般采用含碱金属氧化物2%以下的无碱玻璃纤维对热塑性塑料进行增强改性。另外,玻璃纤维的强度还与长度、直径有关,如同样直径下,长度为5毫米、90毫米时,平均拉伸强度分别为1500、760Mpa;而在同样长度下,直径为12.5μm、5μm时,拉伸强度分别为1200MPa、2500MPa。下表列举了各种玻璃纤维的性能。


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3. 化学性质


GF与Glass相比,由于具有较大的比表面积,因此受介质侵蚀度剧烈。GF对除HF、浓碱、H3PO4以外的化学药品及有机溶剂具有良好的化学稳定性。影响GF化学稳定性的因素如下:


(1)玻璃纤维的化学组成

无碱玻纤:耐酸性差,耐水性较好

中碱玻纤:耐酸性好,耐水性差


(2)温度

在100℃以下,温度每升高10℃,纤维在介质侵蚀下的破坏速度增加50%~100%。

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