玻璃纖維的用途

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玻璃纖維制品品種與用途

　　1、無(wú)捻粗紗

　　無(wú)捻粗紗是由平行原絲或平行單絲集束而成的。無(wú)捻粗紗按玻璃成分可劃分為：無(wú)堿玻璃無(wú)捻粗紗和中堿玻璃無(wú)捻粗紗。生產(chǎn)玻璃粗紗所用玻纖直徑從12～23μm.無(wú)捻粗紗的號(hào)數(shù)從150號(hào)到9600號(hào)（tex）。無(wú)捻粗紗可直接用于某些復(fù)合材料工藝成型方法中，如纏繞、拉擠工藝，因其張力均勻，也可織成無(wú)捻粗紗織物，在某些用途中還將無(wú)捻粗紗進(jìn)一步短切。

　　（1）噴射用無(wú)捻粗紗適合于玻璃鋼噴射成型使用的無(wú)捻粗紗要具備如下性能：①良好的切割性，在連續(xù)高速切割時(shí)產(chǎn)生的靜電少；②無(wú)捻粗紗切割后分散成原絲的效率要高，也即分束率高，通常要求90%以上；③短切后的原絲具有優(yōu)良的覆模性，可覆蓋在模具的各個(gè)角落；④樹(shù)脂浸透快，易于被輥?zhàn)虞伷讲⒁子隍?qū)趕氣泡；⑤原絲筒退解性能好，粗紗線密度均勻，適合于各種噴槍及纖維輸送系統(tǒng)。噴射用無(wú)捻粗紗都是由多股原絲絡(luò)制而成，每股原絲含200根玻纖單絲。

　　（2）SMC用無(wú)捻粗紗SMC即片狀模塑料，主要用于壓制汽車部件、浴缸、水箱板、凈化槽、各種座椅等。SMC用無(wú)捻粗紗在制造SMC片材時(shí)要切成lin（25mm）的長(zhǎng)度，分散在樹(shù)脂糊中，因此對(duì)SMC用無(wú)捻粗紗的要求是短切性好，毛絲少，抗靜電性優(yōu)良，在切割時(shí)短切絲不會(huì)粘附在刀輥上。對(duì)著色的SMC而言，無(wú)捻粗紗要在高顏料含量的樹(shù)脂糊中被樹(shù)脂浸透。通常SMC無(wú)捻粗紗一般為2400tex，少數(shù)情況下也有用4800tex的。

　　（3）纏繞用無(wú)捻粗紗纏繞法用于制造各種口徑的玻璃鋼管、貯罐等。纏繞用無(wú)捻粗紗的號(hào)數(shù)從1200號(hào)到9600號(hào)，纏繞大型管道及貯罐多傾向于直接無(wú)捻粗紗，如4800tex的直接無(wú)捻粗紗。對(duì)纏繞用無(wú)捻粗紗的要求如下：①成帶性好，呈扁帶狀；②無(wú)捻粗紗退解性好，在從紗筒退解時(shí)不脫圈，不形成“鳥(niǎo)巢”狀亂絲；③張力均勻，無(wú)懸垂現(xiàn)象；④線密度均勻，一般須小于±7%；⑤無(wú)捻粗紗浸透性好，從樹(shù)脂槽通過(guò)時(shí)易為樹(shù)脂潤(rùn)濕及浸透。

　?。?）拉擠用無(wú)捻粗紗拉擠用于制造斷面一致的各種型材，其特點(diǎn)是玻纖含量高，單向強(qiáng)度大。拉擠用無(wú)捻粗紗可以是多股原絲并合的也可以是直接的無(wú)捻粗紗，其線密度范圍為1100號(hào)到4400號(hào)。各種性能要求與纏繞無(wú)捻粗紗大體相同。

　　（5）織造用無(wú)捻粗紗無(wú)捻粗紗的一個(gè)重要用途是織造各種厚度的方格布或單向無(wú)捻粗紗織物，它們大多用于手糊玻璃鋼成型工藝中。對(duì)強(qiáng)造用無(wú)捻粗紗有如下要求：①良好的耐磨性；②良好的成帶性；③織造用無(wú)捻粗紗在織造前需經(jīng)強(qiáng)制烘干；④無(wú)捻粗紗張力均勻，懸垂度應(yīng)符合一定標(biāo)準(zhǔn)；⑤無(wú)捻粗紗退解性好；⑥無(wú)捻粗紗浸透性好。

　?。?）預(yù)型體用無(wú)捻粗紗在預(yù)型體工藝中，無(wú)捻粗紗被短切并噴附在預(yù)定形狀的網(wǎng)上，同時(shí)噴少量樹(shù)脂使纖維網(wǎng)固定成形，然后將成形的纖維網(wǎng)片移入金屬模具中，注入樹(shù)脂熱壓成形，即得制品。對(duì)于這種工藝的無(wú)捻粗紗的性能要求與對(duì)噴射無(wú)捻粗紗的要求基本相同。

　　2、無(wú)捻粗紗織物（方格布）

　　方格布是無(wú)捻粗紗平紋織物，是手糊玻璃鋼重要基材。方格布的強(qiáng)度主要在織物的經(jīng)緯方向上，對(duì)于要求經(jīng)向或緯向強(qiáng)度高的場(chǎng)合，也可以織成單向方格布，它可以在經(jīng)向或緯向布置較多的無(wú)捻粗紗。

　　對(duì)方格布的質(zhì)量要求如下：

 　?、倏椢锞鶆?，布邊平直，布面平整呈席狀，無(wú)污漬、起毛、折痕、皺紋等；

　?、诮?jīng)、緯密，面積重量，布幅及卷長(zhǎng)均符合標(biāo)準(zhǔn)；

　　③卷繞在牢固的紙芯上，卷繞整齊；

　?、苎杆佟⒘己玫臉?shù)脂透性；

　?、菘椢镏瞥傻膶雍喜牧系母伞駪B(tài)機(jī)械強(qiáng)度均應(yīng)達(dá)到要求。

　　用方格布鋪敷成型的復(fù)合材料其特點(diǎn)是層間剪切強(qiáng)度低，耐壓和疲勞強(qiáng)度差。

　　3、玻璃纖維氈片

　?。?）短切原絲氈將玻璃原絲（有時(shí)也用無(wú)捻粗紗）切割成50mm長(zhǎng)，將其隨機(jī)但均勻地鋪陳在網(wǎng)帶上，隨后施以乳液粘結(jié)劑或撒布上粉末結(jié)劑經(jīng)加熱固化后粘結(jié)成短切原絲氈。短切氈主要用于手糊、連續(xù)制板和對(duì)模模壓和SMC工藝中。對(duì)短切原絲氈的質(zhì)量要求如下：①沿寬度方向面積質(zhì)量均勻；②短切原絲在氈面中分布均勻，無(wú)大孔眼形成，粘結(jié)劑分布均勻；③具有適中的干氈強(qiáng)度；④優(yōu)良的樹(shù)脂浸潤(rùn)及浸透性。

　?。?）連續(xù)原絲氈將拉絲過(guò)程中形成的玻璃原絲或從原絲筒中退解出來(lái)的連續(xù)原絲呈8字形鋪敷在連續(xù)移動(dòng)網(wǎng)帶上，經(jīng)粉末粘結(jié)劑粘合而成。連續(xù)玻纖原絲氈中纖維是連續(xù)的，故其對(duì)復(fù)合材料的增強(qiáng)效果較短切氈好。主要用在拉擠法、RTM法、壓力袋法及玻璃氈增強(qiáng)熱塑料（GMT）等工藝中。

　　（3）表面氈玻璃鋼制品通常需要形成富有樹(shù)脂層，這一般是用中堿玻璃表面氈來(lái)實(shí)現(xiàn)。這類氈由于采用中堿玻璃（C）制成，故賦予玻璃鋼耐化學(xué)性特別是耐酸性，同時(shí)因?yàn)闅直?、玻纖直徑較細(xì)之故，還可吸收較多樹(shù)脂形成富樹(shù)脂層，遮住了玻璃纖維增強(qiáng)材料（如方格布）的紋路，起到表面修飾作用。

　　（4）針刺氈針刺氈或分為短切纖維針刺氈和連續(xù)原絲針刺氈。短切纖維針刺氈是將玻纖粗紗短切成50mm，隨機(jī)鋪放在預(yù)先放置在傳送帶上的底材上，然后用帶倒鉤的針進(jìn)行針刺，針將短切纖維刺進(jìn)底材中，而鉤針又將一些纖維向上帶起形成三維結(jié)構(gòu)。所用底材可以是玻璃纖維或其它纖維的稀織物，這種針刺氈有絨毛感。其主要用途包括用作隔熱隔聲材料、襯熱材料、過(guò)濾材料，也可用在玻璃鋼生產(chǎn)中，但所制玻璃鋼強(qiáng)度較低，使用范圍有限。另一類連續(xù)原絲針刺氈，是將連續(xù)玻璃原絲用拋絲裝置隨機(jī)拋在連續(xù)網(wǎng)帶上，經(jīng)針板針刺，形成纖維相互勾連的三維結(jié)構(gòu)的氈。這種氈主要用于玻璃纖維增強(qiáng)熱塑料可沖壓片材的生產(chǎn)。

　　（5）縫合氈短切玻璃纖維從50mm乃至60cm長(zhǎng)均可用縫編機(jī)將其縫合成短切纖維或長(zhǎng)纖維氈，前者可在若干用途方面代替?zhèn)鹘y(tǒng)的粘結(jié)劑粘結(jié)的短切氈，后者則在一定程度上代替連續(xù)原絲氈。它們的共同優(yōu)點(diǎn)是不含粘結(jié)劑，避免了生產(chǎn)過(guò)程的污染，同時(shí)浸透性能好，價(jià)格較低。

　　4、短切原絲和磨碎纖維

　?。?）短切原絲短切原絲分干法短切原絲及濕法短切原絲。前者用在增強(qiáng)塑料生產(chǎn)中，而后者則用于造紙。用于玻璃鋼的短切原絲又分為增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂（BMC）用短切原絲和增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂用短切原絲兩大類。對(duì)增強(qiáng)熱塑性塑料用短切原絲的要求是用無(wú)堿玻璃纖維，強(qiáng)度高及電絕緣性好，短切原絲集束性好、流動(dòng)性好、白度較高。增強(qiáng)熱固性塑料短切原絲要求集束性好，易為樹(shù)脂很快浸透，具有很好的機(jī)械強(qiáng)度及電氣性能。

　?。?）磨碎纖維磨碎纖維系由錘磨機(jī)或球磨機(jī)將短切纖維磨碎而成。磨碎纖維主要在增強(qiáng)反應(yīng)注射工藝（RRIM）中用作增強(qiáng)材料，在制造澆鑄制品、模具等制品時(shí)用作樹(shù)脂的填料用以改善表面裂紋現(xiàn)象，降低模塑收縮率，也可用作增強(qiáng)材料。

　　5、玻璃纖維織物

　　以下介紹的是以玻璃纖維紗線織造的各種玻璃纖維織物。

　?。?）玻璃布我國(guó)生產(chǎn)的玻璃布，分為無(wú)堿和中堿兩類，國(guó)外大多數(shù)是無(wú)堿玻璃布。玻璃布主要用于生產(chǎn)各種電絕緣層壓板、印刷線路板、各種車輛車體、貯罐、船艇、模具等。中堿玻璃布主要用于生產(chǎn)涂塑包裝布，以及用于耐腐蝕場(chǎng)合?？椢锏奶匦杂衫w維性能、經(jīng)緯密度、紗線結(jié)構(gòu)和織紋所決定。經(jīng)緯密度又由紗結(jié)構(gòu)和織紋決定。經(jīng)緯密加上紗結(jié)構(gòu)，就決定了織物的物理性質(zhì)，如重量、厚度和斷裂強(qiáng)度等。有五種基本的織紋：平紋、斜紋、緞紋、羅紋和席紋。

　?。?）玻璃帶玻璃帶分為有織邊帶和無(wú)織邊帶（毛邊帶）主要織防腐是平紋。玻璃帶常用于制造高強(qiáng)度、介電性能好的電氣設(shè)備零部件。

　?。?）單向織物單向織物是一種粗經(jīng)紗和細(xì)緯紗織成的四經(jīng)破緞紋或長(zhǎng)軸緞紋織物。其特點(diǎn)是在經(jīng)紗主向上具有高強(qiáng)度。

　　（4）立體織物立體織物是相對(duì)平面織物而言，其結(jié)構(gòu)特征從一維二維發(fā)展到了三維，從而使以此為增強(qiáng)體的復(fù)合材料具有良好的整體性和仿形性，大大提高了復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度和抗損傷容限。它是隨著航天、航空、兵器、船舶等部門的特殊需求發(fā)展起來(lái)的，目前其應(yīng)用已拓展至汽車、體育運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療器械等部門。主要有五類：機(jī)織三維織物、針織三維織物、正交及非正交非織造三維織物、三維編織織物和其它形式的三維織物。立體織物的形狀有塊狀、柱狀、管狀、空心截錐體及變厚度異形截面等。

　?。?）異形織物異形織物的形狀和它所要增強(qiáng)的制品的形狀非常相似，必須在專用的織機(jī)上織造。對(duì)稱形狀的異形織物有：圓蓋、錐體、帽、啞鈴形織物等，還可以制成箱、船殼等不對(duì)稱形狀。

　?。?）槽芯織物槽芯織物是由兩層平行的織物，用縱向的豎條連接起來(lái)所組成的織物，其橫截面形狀可以是三角形或矩形。

　?。?）玻璃纖維縫編織物亦稱為針織氈或編織氈，它既不同于普通的織物，也不同于通常意義的氈。最典型的縫編織物是一層經(jīng)紗與一層緯紗重疊在一起，通過(guò)縫編將經(jīng)紗與緯紗編織在一起成為織物?？p編織物的優(yōu)點(diǎn)如下：

　　①它可以增加玻璃鋼層合制品的極限抗張強(qiáng)度，張力下的抗脫層強(qiáng)度以及抗彎強(qiáng)度；

　?、跍p輕玻璃鋼制品的重量；

　?、郾砻嫫秸共Ａт摫砻婀饣?/p>

　?、芎?jiǎn)化手糊操作，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。這種增強(qiáng)材料可以在拉擠法玻璃鋼及RTM中代替連續(xù)原絲氈，還可以在離心法玻璃鋼管生產(chǎn)中取代方格布。

　　6、組合玻璃纖維增強(qiáng)材料

　　70年代以來(lái)，出現(xiàn)了把短切原絲氈、連續(xù)原絲氈、無(wú)捻粗紗織物和無(wú)捻粗紗等，按一定的順序組合起來(lái)的增強(qiáng)材料，大體有以下幾種：

　?。?）短切原絲氈+無(wú)捻粗紗織物

　　（2）短切原絲氈+無(wú)捻粗紗布+短切原絲氈

　?。?）短切原絲氈+連續(xù)原絲氈+短切原絲氈

　　（4）短切原比氈+隨機(jī)無(wú)捻粗紗

　?。?）短切原絲氈或布+單向碳纖維

　　（6）短切原絲+表面氈

　?。?）玻璃布+單向無(wú)捻粗紗或玻璃細(xì)棒+玻璃布

　　7、玻璃纖維濕法氈

　　玻璃纖維無(wú)紡布系列產(chǎn)品起源于歐洲，后引入美國(guó)、日本、中國(guó)等國(guó)家。我國(guó)先后建立幾條大型生產(chǎn)線，主要技術(shù)來(lái)自于德國(guó)技術(shù)如常州的中興天馬、陜西華特。

　　目前，國(guó)內(nèi)玻璃纖維濕法氈主要分類：

　?。?）屋面氈用于改性瀝青防水卷材、彩色瀝青瓦等防水材料的基材；

　?。?）管道氈用于石油、天然氣管道的包覆，與瀝青結(jié)合防止地下管道腐蝕；

　?。?）表面氈玻璃鋼制品的塑形和表面拋光；

　　（4）貼面氈用于墻面和天花板，可以防止涂料的開(kāi)裂、橘皮，多用于裝飾大型會(huì)議室、高檔酒店；

　?。?）地板氈用作PVC地板的基材；

　?。?）地毯氈用作方塊地毯的基材；

　?。?）覆銅板氈貼附于覆銅板可增強(qiáng)其沖、鉆性能；

　?。?）蓄電池隔板氈用作鋁酸蓄電池隔板氈的基材；