塑料配混技术 增强纤维 玻璃纤维.pptVIP

玻璃纤维 主讲人：杨崇岭 1 2 3 4 5 概述 玻璃纤维的制造工艺 玻璃纤维的分类和性能 第 四 部 分 内 容 第 五 部 分 内 容 目 录 1 概述 玻璃纤维 玻璃纤维具有一系列优越的性能，作为聚合物的增强材料效果十分显著。它产量大、价格低廉，是目前应用最为广泛的一类增强纤维。用玻璃纤维增强塑料已成为当今最热门的工业领域之一即复合材料工业的主体。 1 概述 玻璃纤维 它不仅具有不燃、耐高温、电绝缘、拉伸强度高、化学稳定性好等优良性能，还可以采用有机涂覆处理技术来进行制品深加工及扩大制品的应用。玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，是现代材料家族中重要的一员，也是高新技术不可缺少的配套基础材料。 1 玻璃纤维的制造工艺 生产玻璃纤维最常用的方法 玻璃球法的制备工艺 (1) 玻璃球法 玻璃球法生产工艺由制球和拉丝两部分自成。根据纤维质量要求，将砂、石灰石、硼酸等原料按一定的比例干混后，装入高于1260℃熔炼炉中熔融，熔融的玻璃流经造球机制成玻璃球供拉丝选用。 将制好的玻璃球经热水清洗、去污和挑选后放入坩埚加热熔化，再由高速(1000~3000m/min)转动的拉丝机拉丝制成直径很细(3~20μm)的玻璃纤维。图7-1是玻璃纤维的制备工艺示意图。 图7-1玻璃纤维的制备工艺示意图 (2)直接熔融法 直接熔融法的生产工艺 直接熔融法是将玻璃配合料投入熔窑熔化后直接拉制成各种支数的连续玻璃纤维。这是生产连续玻璃纤维的一种新的工艺方法。与玻璃球法相比较有以下优点： ①省去制球工艺，简化工艺流程，效率高； ②池窑容量大，生产能力高； ③对窑温、液压、压力、流量和漏板温度可实现自动化集中控制，所得产品质量稳定； ④适用于采用多孔大漏板生产粗玻璃； ⑤废产品易于回炉。 熔融法生产玻璃纤维工艺 2 玻璃纤维的分类和性能 玻纤的分类方法 玻璃纤维的品种、性能和用途各式各样，因而分类方法较多，下面介绍几种常用的分类方法。 (1) 按玻璃纤维的组成、特性与用途分类 (2) 按玻璃纤维的直径分类 (3) 按玻璃纤维长度分类 ① 按玻璃纤维的组成、特性与用途分类 含碱量在10%以上的玻璃纤维，代号A 中碱玻纤，含碱量在2~10%的玻璃纤维，代号C 无碱玻纤，含碱量在1%以下，代号E，也叫电气玻璃纤维 低介电玻纤，代号D 耐腐蚀玻纤，代号E-CR 高强度玻纤，代号S 高模量玻纤，代号M 粗纤维，代号G~R 此外，为满足各种特殊的应用领域，还有一些添加了特殊成分的玻璃纤维。如高硅氧纤维、抗红外玻璃纤维、光学玻璃纤维、导电玻璃纤维等。其中，高硅氧纤维是指含SiO295%以上的纤维，耐热达1100℃，常用于高温防火设备。不同玻璃纤维的性能见表7-4： 不同玻璃纤维的性能见表7-4： ② 初级玻璃纤维，单丝直径在20μm以上； 中级玻璃纤维，单丝直径在10~20μm之间； 高级玻璃纤维，单丝直径在3~9μm之间； 超级玻璃纤维，单丝直径在3μm以下。 典型的玻璃纤维直径范围及其代码见表7-5。 表7-5 典型的玻璃纤维直径范围及其代码 按玻璃纤维的直径分类 玻璃纤维的直径越细则强度越高，扭曲性越好。主要原因是纤维直径越细，其表面裂纹较少而且小，因此抗拉强度随纤维直径的减小而大幅度上升。玻璃纤维直径与拉伸强度的关系见表7-6 表7-6 玻璃纤维直径与拉伸强度的关系 ③ 玻璃纤维按其长度可分为连续玻璃纤维、短切玻璃纤维以及磨碎纤维等。 连续玻璃纤维，也叫连续长纤维，是指用漏板法拉制形成的玻璃纤维原丝。 短切玻璃纤维，是指未经任何形式结合的短切连续玻璃纤维原丝段所构成的产品。 按玻璃纤维长度分类 磨碎纤维，也叫研磨纤维，是指研磨过的短切纤维，其长度比短切纤维更短，0.8~1.6mm之间。磨碎纤维用于要求硬度大、尺寸稳定性好、成型时的流动性高，以及各向异性较小的场合。玻璃纤维的长度与拉伸强度的关系见表7-7所示。 表7-7 玻璃纤维的长度与拉伸强度的关系 3 玻璃纤维的产品形式 玻纤制品有纱、无捻粗纱、玻璃带、坡璃毡、短切纤维和玻纤织物如平纹、斜纹和缎纹玻璃布等。 (1) 无捻粗纱 无论粗纱就是将一组许多股基本平行的原丝，集束成一束(带条)缠绕在圆柱形的纱管上。 生产上应用的有连续无捻粗纱及圈状毛纱两种。 无捻粗纱有4股~60股多种规格，具有浸渍树脂又快又透的特点，适用于纤维缠绕制品，例如作火箭发动机壳体、压力瓶、储罐及管道等。 无捻玻璃布的特点是浸渍树脂容易渗透、覆盖性好。 无捻玻璃布有平纹、斜纹和缎纹之分，厚度有0.2、0.3、0.4、0.5mm等多种规格，也有5:1单向平纹方格布等产品。 (2) 短切纤维 连续无捻粗纱或圈状毛纱或原丝可切成短纤维。短切纤维应用中要涂以不同性质的浸润剂，