第二章_产业用纤维材料(20100916)

1、第二章第二章 产业用纤维材料产业用纤维材料 本章主要讲解内容本章主要讲解内容 产业用纤维概述产业用纤维概述 产业用常规纤维产业用常规纤维 产业用高性能纤维产业用高性能纤维 产业用功能纤维产业用功能纤维 产业用纤维的种类产业用纤维的种类 第一节第一节 产业用纤维概述产业用纤维概述 常规纤维高强高模有机纤维耐化学腐蚀和阻燃有机 纤维 高性能无机纤维超细和其它新型纤 维 天然纤维对位芳纶间位芳纶碳纤维微细纤维 再生纤维超高分子量聚乙烯 （UHMWPE） 凯美尔（Kermal）纤维陶瓷纤维太阳能吸收纤维 合成纤维聚苯并噁唑（PBO）克诺尔（Kynol）纤维硼纤维热敏纤维 氧化丙烯类纤维钨纤维香味纤维

2、聚醚酮（PEK）抗菌纤维 聚醚醚酮（PEEK）中空纤维 聚苯硫醚（PPS）抗静电阻燃纤维 聚四氟乙烯（PTFE） 第二节第二节 产业用常规纤维简介产业用常规纤维简介 棉（棉（Cotton） 天然纤维（天然纤维（Natural Fibers） 船帆船帆 麻绳麻绳 麻麻 p韧皮纤维（软质纤维）：韧皮纤维（软质纤维）：苎麻（Ramie ）、亚麻（ Flax ）、 黄麻（ Jute ）和洋麻（Kenaf）等。 （1）物理性能：物理性能：回潮率高；苎麻的断裂强度为4.95.7cN/dtex， 断裂伸长率为1.5%2.3%；亚麻的强力为5.286.16cN/dtex， 断裂伸长率为约3%；麻类中黄麻的回潮

3、率最高。 （2）化学性能：化学性能：热稳定性略好于棉，其它类似棉纤维； p物理性能：物理性能：回潮率为7%8%，断裂强度为2.64.3cN/dtex， 断裂伸长率为3%7%，不软化，不熔融； p化学性质化学性质：不耐酸，较耐碱，一般不溶于有机溶剂，120oC 下5h后变黄，150oC时会明显氧化分解，阻燃性差，耐日光性 好。 p应用：应用：帆布、过滤材料、絮垫、医用卫生材料、填充料、涂 层基布、揩布、特种棉织物等。 羊毛（羊毛（Wool） p优点优点：弹性好、保暖性好、绝缘、阻燃； p主要应用主要应用：毡毯。 毡毡 毯毯 蚕丝（蚕丝（Silk） 主要应用主要应用：手术缝合线、筛网等。 手术缝合

4、线手术缝合线 筛网筛网 羊毛和蚕丝在产业领域的应用相对较少。羊毛和蚕丝在产业领域的应用相对较少。 p叶纤维（硬质纤维）：叶纤维（硬质纤维）：剑麻（ Sisal ）和蕉麻（Hemp）等 （3）应用：应用：麻线、带、绳，过滤布，帆布，亚麻水龙带，麻袋，画布，增强 材料，土工布等。 主要应用主要应用：白综绳。 再生纤维（再生纤维（Regenerated Fibers） p主要应用：主要应用：轮胎帘子线、传送带、绳索，医疗卫生用品等。 粘胶纤维（粘胶纤维（Viscose） 20%NaOH p物理性能：物理性能：密度为1.52g/cm3，回潮率为13%，吸湿膨胀率大，可达50% 140%，强度低，为1.

5、62.7cN/dtex，断裂伸长率为16%22%，湿强远低于 干强，制品的耐磨、耐疲劳性差。 p化学性能：化学性能：和棉类似。 轮胎的结构轮胎的结构 聚酰胺纤维（聚酰胺纤维（Polyamide，PA） 聚酰胺6纤维聚酰胺66纤维 短纤维长丝短纤维长丝 普通强力普通型强力型 熔融温度（）210215255 干态断裂强度（ cN/dtex）3.86.24.25.65.68.43.16.22.65.35.28.4 湿态断裂强度（ cN/dtex）3.25.53.75.25.27.02.65.42.34.94.57.0 干态断裂伸长率（%）256028451625166625651628 湿态断裂伸长

6、率（%）276336522030186830701832 初始模量（cN/dtex）7.026.417.639.623.8448.839.64.421.121.151.0 弹性回复率（%）95100（伸长率为3%时）100（伸长率为4%时） 聚酰胺纤维的物理机械性能聚酰胺纤维的物理机械性能 合成纤维（合成纤维（Synthesized Fibers） p物理性能：物理性能：耐疲劳性能居常见纤维之首，初始模量较低，伸长量大， 回潮率高，玻璃化转变温度低； p化学性能：化学性能：耐碱不耐酸，耐热性差，耐光性差； p应用：应用：帘子线、绳索、渔网、降落伞、地毯、安全气囊等。 降落伞降落伞 安全气囊安全

7、气囊 聚酯纤维（聚酯纤维（Polyester） PET 短纤维长丝 普通型强力型 熔融温度（）255265 玻璃化转变温度（）6981 密度（g/cm3）1.38 初始模量（cN/dtex）222479.2140 断裂强度（ cN/dtex）4.25.73.85.35.57.9 断裂伸长率（%）35502032717 弹性回复率（%）（伸长率为 3%时） 909595100 PET纤维的物理机械性能纤维的物理机械性能 p物理性能：物理性能：回潮率为0.4%0.5%，弹性回复性好，纤维模量高，刚度大； p化学性能：化学性能：耐酸不耐碱，耐热性好； p用途：用途：帘子布、工业绳索、传送带、传动带、

8、过滤织物、绝缘材料、船帆、帐 篷、填充材料、隔热材料、地毯、造纸用织物、缝纫线等。 传送带传送带 传动带传动带 聚丙烯腈纤维（聚丙烯腈纤维（ Polyacrylonitrile, PAN ） 85%的丙烯腈单元的丙烯腈单元 p物理性能：物理性能：回潮率为2%左右，强度为1.763.08cN/dtex，断裂伸 长率为25%46%，湿强为干强的 85%95%，初始模量介于涤纶和 锦纶之间为35.261.6cN/dtex,伸长弹性近似羊毛； p化学性能：化学性能：耐稀酸稀碱，溶于浓强酸，冷浓碱、热稀碱中变黄，热 浓碱中结构会被破坏，具有热弹性，耐日光性好； p应用：应用：帐篷、毯、絮制品等。 聚丙烯

9、纤维（聚丙烯纤维（Polypropylene，PP） 短纤维长丝 软化温度（）145165 熔融温度（）160177 断裂强度（ cN/dtex）2.65.72.67.0 干态断裂伸长率（%）20802080 初始模量（cN/dtex）18351635 弹性回复率（%）（伸长率3%时）9610096100 聚丙烯纤维的物理机械性能聚丙烯纤维的物理机械性能 p物理性能：物理性能：密度低，为0.900.91g/cm3，回潮 率低，为0.05%，机械性能优良； p化学性能：化学性能：化学稳定性好，耐光性差； p应用：应用：毡毯、包装材料、绳索、筛网、过滤材料、 医用卫生材料、土工布等。土工布的应用土

10、工布的应用 聚乙烯醇缩甲醛纤维（聚乙烯醇缩甲醛纤维（PVA） 缩甲醛度为缩甲醛度为30%50% p物理性能：物理性能：近似于棉纤维，密度为1.261.30g/cm3，回潮率高为5%左右，机 械性能较其它合成纤维差，但较棉好； p化学性能：化学性能：耐碱不耐强酸，耐日晒性差； p应用：应用：绳索、水龙带、渔网、帆布、帐篷、过滤材料、医用卫生材料、土工 布等。 短纤维长丝 普通型强力型普通型强力型 软化温度（）220230 干态断裂强度（ cN/dtex）4.05.76.07.52.63.55.37.9 湿态断裂强度（ cN/dtex）2.84.64.76.01.92.84.47.0 干态断裂伸长

11、率（%）122611171722922 湿态断裂伸长率（%）1226111717251026 初始模量（cN/dtex）22626292537962158 弹性回复率（%）（断裂伸 长率为3%时） 7085728570907090 维纶纤维的物理机械性能维纶纤维的物理机械性能 1高分子吸水粉 2非织造布 3聚乙烯防水薄膜 4吸水纸 5浆绒 6不干胶 7离型纸 卫生巾结构示意图卫生巾结构示意图 第三节第三节 产业用高性能纤维产业用高性能纤维 定义、分类及特点定义、分类及特点 定义：定义：高性能纤维目前还没有共同的定义，一般是指强度大于 17.6cN/dtex，模量在440cN/dtex以上的纤维

12、。在日本这类纤维也称 为超级纤维（Super Fibers）。 分类分类：有机纤维、无机纤维和金属纤维等。 特点特点: （1）极高的机械性能。高强度，高弹性模量。纤维材料 的进步使得制造先进复合材料成为了可能。弹性模量是衡 量材料的一个重要指标。 （2）具有耐高温性，具有高温下尺寸稳定性，热收缩率 很低，因此在耐热防护材料上有特殊用途。 （3）高性能纤维的另一优点是密度低。有利于制品的轻 量化。 （4）有机高性能纤维加工简便，容易成型。 （5）有机和无机高性能纤维耐腐蚀。 芳纶纤维（芳纶纤维（Aramid Fibers） 对位芳纶（对位芳纶（Para-aramids） （Kevlar） 芳香族

13、聚酰胺纤维是由酰胺键连接的由芳香族基团组成的合成线型高分子，其 酰胺键的85%以上与两个芳香族基直接结合者，亦包括酰胺键的50%以下被酰 亚胺键置换者。 间位芳纶（间位芳纶（Meta-aramids） （Nomax） 共聚芳纶共聚芳纶（Technora） 化学结构化学结构 合成方法合成方法 方方 法法 之之 一一 方方 法法 之之 二二 纺丝方法（液晶纺丝）纺丝方法（液晶纺丝） 一些物质的结晶结构受热熔融或被溶剂溶解后，表观上虽然失去了固态物质的刚 性，变成了具有流动性的液态物质，但结构上仍然保存着一维或二维有序排列， 从而在物理性质上呈现出各向异性，形成一种兼有部分晶体和液态的性质的过渡 状

14、态，这种中介状态称为液晶态，处在这种状态下的物质称为液晶。 pPPTA的流变特性的流变特性 粘度（粘度（10PaS） 粘度粘度10-3（PaS） 温度（温度（%） 20oC下下,PPTA浓硫酸溶液表观粘度与浓度之间的关系浓硫酸溶液表观粘度与浓度之间的关系PPTA浓硫酸溶液各向异性溶液粘度与温度之间的关系浓硫酸溶液各向异性溶液粘度与温度之间的关系 分子量：29700 浓度：9.7% 浓度（浓度（%） 103 0510 15 104 105 106 107 分子量：29700 高分子液晶的流变特性是高浓度、低粘度、低剪变速率下的高取向度。高分子液晶的流变特性是高浓度、低粘度、低剪变速率下的高取向度

15、。 当纺丝温度为当纺丝温度为90oC时，时，PPTA浓硫酸溶液的浓度可以提高到浓硫酸溶液的浓度可以提高到20%左右，同左右，同 时由于液晶分子的取向特性，纺丝时可以在较低的牵伸条件下，获得较高时由于液晶分子的取向特性，纺丝时可以在较低的牵伸条件下，获得较高 的取向度，避免纤维在高拉伸时产生应力和受到损伤。的取向度，避免纤维在高拉伸时产生应力和受到损伤。 NomexConex 密度（g/cm3）1.381.38 断裂强度（cN/dtex）3.534.766.17 断裂伸长率（%）3137 拉伸弹性模量（cN/dtex）61.766.2 含水量（%）约5约5 300 时热收缩率（）3.53.7 热

16、分解温度（ ）400430 250oC时强度保持率（%）60 干热暴露强度保持率（%）（250 下1000h）约60 湿热暴露强度保持率（%）（120 下1000h）约60 LOI3032 芳纶纤维的性能芳纶纤维的性能 p间位芳纶的性能间位芳纶的性能 间位芳纶的物理机械性能间位芳纶的物理机械性能 强度高，良好的耐热性、耐腐蚀性和防燃性，良好的耐碱性，耐酸性好于锦 纶，良好的耐有机溶剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变性。 p对位芳纶的性能对位芳纶的性能 纤维种类密度 （g/cm3） 断裂强度 （cN/dtex） 断裂伸长率 （%） 弹性模量 （cN/dtex） 含水量（%） PPTA1.431.4715

17、.923.41.54.4379.3979.01.57.0 Technora1.3924.74.6520.32.0 E玻璃2.548.474.0264.6 钢7.853.01.7246.9 对位芳纶的物理机械性能对位芳纶的物理机械性能 高强高模，热稳定性好，良好的耐碱性，耐酸性好于锦纶，良好的耐有机溶 剂、漂白剂以及抗虫蛀和霉变性。 p芳纶的用途芳纶的用途 芳纶芳纶1313：航空飞行服、宇宙航行服、原子能工业的防护服、绝缘服、消防 服、高温下化工过滤布、气体滤袋、高温运输带、机电高温绝缘材料等。 芳纶芳纶1414：轮胎帘子线，皮带、软胶管，绳索，防护、防弹材料，摩擦材料， 复合材料的增强材料等。

18、 消防服消防服 防弹衣防弹衣 高强高模聚乙烯（高强高模聚乙烯（ HTHMPE ）纤维）纤维 仅通过物理过程使聚乙烯到达高性能仅通过物理过程使聚乙烯到达高性能 （1）分子链必须沿纤维方向伸直、取向和结晶； （2）分子链必须长到有足够的相互作用。 （1）熔融纺超高分子量聚乙烯几乎不可能，因为熔体粘度太大 （2）对超高分子量聚乙烯熔体进行拉伸，取向有限，因为分子量缠结的程度大 凝胶纺丝 p达到高性能的条件达到高性能的条件 基本思路基本思路 p要解决的问题要解决的问题 p解决方法解决方法 凝胶纺丝凝胶纺丝 p超高分子量聚乙烯溶液的挤出 p溶液纺丝，凝胶化和结晶 p超牵伸，除去参与溶剂，获得高强高模聚乙

19、烯纤维。 聚乙烯纤维的分子链结构聚乙烯纤维的分子链结构 高强高模聚乙烯纤维普通聚乙烯纤维 高强高模聚乙烯纤维的取向度大于95%，结晶度 达85%； 普通聚乙烯纤维的取向度低，结晶度低于60%。 性能性能 p具有良好的力学性能：断裂强度为27.243.5cN/dtex，断裂 伸长率3%6%，模量9101200cN/dtex； p质量轻：密度为0.97g/cm3； p具有优良的耐光性； p具有优良的耐化学腐蚀性； p可短时间内在结晶熔点的条件下使用； p几乎不吸湿。 HTHMPE芳纶HTHMPE芳纶 蒸馏水*氨水* 10%的洗涤剂*氢氧化钠（PH14）* 海水*汽油* 盐酸（PH0）*煤油* 硝酸

20、（PH1）*甲苯* 冰醋酸*三氯甲烷* 高强高模聚乙烯和芳纶的耐化学性比较高强高模聚乙烯和芳纶的耐化学性比较 *表示没有影响，*有一定的影响，*影响非常大 应用应用 p绳索类：海洋航行绳索、降落伞用绳、海底层矿产开发用绳； p防弹材料； p复合材料的增强材料。 海洋用绳海洋用绳 几种纤维的自重断裂几种纤维的自重断裂 长度长度 高强高模聚乙烯高强高模聚乙烯 纤维纤维 芳纶纤维芳纶纤维 碳纤维碳纤维 玻璃纤维玻璃纤维 聚酯、聚酰胺纤维聚酯、聚酰胺纤维 钢钢 聚苯并噁唑聚苯并噁唑 （ Polybenzoxazoles, PBO）纤维）纤维 聚对亚苯基并双二噁唑聚对亚苯基并双二噁唑 （poly(p-p

21、henylene benzobisoxazole)， Zylon）的结构）的结构 PBO的合成的合成 PBO-ASPBO-HM 单丝线密度（tex）0.170.17 密度(g/cm3)1.541.56 强度(N/tex)3.73.7 (GPa)5.85.8 模量(N/tex)114.4176.0 (GPa)180280 伸长(%)3.52.5 吸湿(%)2.00.6 热分解温度()650650 LOI6868 PBO的性能的性能 PBO的基本性能的基本性能 纤维纤维 密度（密度（g/cm3）杨氏模量 杨氏模量 （GPa） 拉伸强度拉伸强度 （ GPa ） 压缩强度压缩强度 （ GPa ） 氧化

22、铝纤维氧化铝纤维 E玻璃玻璃 性能优点：性能优点：高强、高模、耐热、难燃； 性能缺陷：性能缺陷：压缩强度低。 PBO与其它高性能纤维的物理机械性能比较与其它高性能纤维的物理机械性能比较 PBO的应用的应用 增强材料摩擦材料，工程塑料超短纤维，浆粕 高温耐热过滤毡 垫铝材、玻璃业的耐热毡 赛车等运动服 全服、手套耐热劳防服、耐切割安 消防服 短纤维 、装甲防弹背心、防弹头盔防弹材料 高温耐热过滤织物 绳索电缆、电热线、高强绳索补强 光缆补强纤维 纤维增强材料 轮胎、胶管、输送带橡胶制品补强纤维 长纤维 PBO纤维 长丝长丝短纤维短纤维 聚苯并咪唑聚苯并咪唑 （Polybenzimidazole,

23、 PBI） 生产商：塞拉尼斯（ Celanese ） 硫酸处理硫酸处理 磺化磺化PBI PBI 化学结构化学结构 合成合成 间苯二甲酸二苯酯 3,3-二氨基联苯胺 聚（2,2-对位亚苯基-5,5-二苯并咪唑） 性能性能 p可燃性和热稳定性可燃性和热稳定性 纤维收缩铝（纤维收缩铝（%） 温度（温度（oC） 温度（温度（oC） 残余质量百分数（残余质量百分数（%） PBI纤维的收缩率与温度间的关系纤维的收缩率与温度间的关系 （处理24小时后测得） PBI纤维的纤维的TG曲线曲线 空气空气 氮气氮气 p热量的释放、烟和气体的产生热量的释放、烟和气体的产生 热量的释放可忽略不计，在分解温度一下几乎不产

24、生烟和气体 p化学稳定性好化学稳定性好 p回潮率高、模量小、强力大回潮率高、模量小、强力大 线密度线密度 断裂强度断裂强度 断裂伸长率断裂伸长率 初始模量初始模量 比重比重 回潮率，回潮率，20oC，65%rh 沸水收缩率沸水收缩率 热空气收缩率，热空气收缩率，205oC 比热比热 极限氧指数极限氧指数 性能性能英制英制公制公制 PBI的基本物理性能参数的基本物理性能参数 应用：应用：防护服、航空航天、摩擦产品、绝热产品等等。 聚四氟乙烯纤维聚四氟乙烯纤维 性能性能 p具有高的抗拉强度 p特殊的抗化学性能 p高的热稳定性 p好的抗紫外线性能 p是已知纤维中滑动摩擦系数最低的纤维 p轴承、低摩擦

25、元件轴承、轴衬和其它工程原件，传送带等； p高性能缝纫线； p过滤材料 p清洁衬垫、刷、罗拉、润滑毡 p电缆线，桥梁上的免保养膨胀接头以及其它建筑用元件。 应用：应用： 碳纤维（碳纤维（Carbon Fibers） 碳纤维的分类碳纤维的分类 p按原料分类按原料分类 （1）纤维基碳纤维 （2）聚丙烯腈基碳纤维 （3）沥青基碳纤维 p按织造条件和方法分类按织造条件和方法分类 （1）碳纤维（碳化温度在8001600oC时得到的碳纤维） （2）石墨纤维（碳化温度在20003000oC 时得到的碳纤维） （3）活性碳纤维 （4）气相生长碳纤维 p按力学性能分类按力学性能分类 碳纤维 通用级（GP）（拉伸

26、强度低于1.4GPa，拉伸模量小于140GPa的纤维） 高性能（HP） 中强型（MT） 高强型（MT） 超高强型（UHT） 中模型（IM） 高模型（HM） 超高模型（UHM） p纤维素基碳纤维的制备原理纤维素基碳纤维的制备原理 碳纤维的制备原理碳纤维的制备原理 p聚丙烯腈基碳纤维的制备原理聚丙烯腈基碳纤维的制备原理 聚丙烯腈聚丙烯腈 环化环化 氧化氧化 拉伸拉伸 碳化碳化 拉伸拉伸 去氢去氢 去氮去氮 p沥青基碳纤维的制备原理沥青基碳纤维的制备原理 稳定化稳定化 碳化碳化 碳纤维的结构碳纤维的结构 碳纤维的性能碳纤维的性能 碳纤维的力学性能碳纤维的力学性能 类型类型生产商生产商产品名称产品名称

27、拉伸强力拉伸强力 （GPa） 杨氏模量杨氏模量 （GPa） 断裂伸长断裂伸长 （%） PAN基基TorayT3003.532301.5 T10007.062942.0 M55J3.925400.7 HerculesIM75.302761.8 GP沥青基沥青基KurehaKCF2000.85422.1 HP沥青基沥青基BP-AmocoThornel P251.401401.0 Thornel P752.005000.4 Thornel P1202.208200.2 p力学性能力学性能 模量（模量（GPa） 强度（强度（GPa） 各向同性沥青各向同性沥青 中间相性沥青中间相性沥青 碳纤维的拉伸性能

28、碳纤维的拉伸性能 模量（模量（GPa） 强度（强度（GPa） 碳纤维的压缩性能碳纤维的压缩性能 沥青沥青 p电学性能电学性能 沥青沥青 模量（模量（GPa） 碳纤维的电学性能碳纤维的电学性能 电阻率（电阻率（ cm） 导热系数（导热系数（W/mK） 模量（模量（GPa） 沥青沥青 碳纤维的热学性能碳纤维的热学性能 p热学性能热学性能 碳纤维的优点和缺点碳纤维的优点和缺点 p优点优点 在纤维轴方向显示高抗拉强度和高弹性模量 比重轻 纤维细 耐腐蚀 既能耐低温、又能耐超高温 能耐温度急变、热膨胀系数小 常温下导热性能良好、高温下导热性能低 突出的导电性能 优良的吸附性能 其它性能：耐辐射，能放射中

29、子等性能 p缺点缺点 比较脆、怕受压和剪切 抗氧化性差 破坏前无预报 碳纤维的应用碳纤维的应用 碳丝、碳纤维毡和碳素短纤维、碳纤维织物、活性炭纤维、复合材料等 玻璃纤维玻璃纤维 分类分类 p按用途分类按用途分类 玻璃纤维 纺织玻璃纤维 长丝 短纤维 绝缘纤维 绝缘纤维 矿渣纤维 岩石纤维 陶瓷纤维 特殊产品 光导纤维 石英纤维 石英玻璃纤维 类别名称用途与说明 连续纤维（纺织 纤维） 连续纤维是指无限长的玻璃纤维。主要用漏板法拉制而成。它经过纺织加工后可以制成玻璃丝、带 、布、绳、无捻粗纱及其制品。 定长纤维玻璃纤维长度有限，一般在300500mm左右，有时也可较长。它多用来制成毛纱或毡片使用

30、。 玻璃棉也是一种定长纤维，湿纤维长度较短，一般在150mm或更短。在形态上组织蓬松，类似絮棉，故又 称为短棉。主要用作保温、吸声等用途。玻璃棉直径1m或3m者，称为超细棉。 p按纤维的形态和长度分类按纤维的形态和长度分类 类别名称用途与说明 无碱纤维R2O含量小于0.5%或0.7%。它是一种铝硼硅酸盐成分。它的化学稳定性、电绝缘性、强度都很好。 主要用作电绝缘材料；玻璃钢增强材料；轮胎帘子线；对耐酸有特殊要求的场合。 低碱纤维R2O含量小于2%左右。它是一种含碱量稍高的铝硼硅酸盐成分。它的化学稳定性、电绝缘性、强度 都比无碱纤维略差。主要用作电绝缘材料；玻璃钢增强材料；轮胎帘子线；对耐酸有特

31、殊要求的场 合。 中碱纤维R2O含量在12%左右。化学稳定性尚好。因含碱量较高，故不能作绝缘材料。一般用作乳胶布基材 ；酸性过滤布；窗纱基材等。也可用作对电性能和强度要求不甚严格的玻璃钢增强材料。 高碱纤维R2O含量15%。凡采用锌玻璃平板或瓶子作原料拉制而成的玻璃纤维均属此类。不能用于对耐酸 有特殊要求的场合。可用于蓄电池隔片；管道包扎布和毡片等防火防潮材料。 p按纤维成分中的含碱量分按纤维成分中的含碱量分 p按纤维直径分类按纤维直径分类 初级纤维：单丝直径大于20m 中级纤维：单丝直径为1020m 高级纤维：单丝直径为310m p按含无机成分不同分类按含无机成分不同分类 类别名称用途与说明

32、 碱纤维（钠钙纤维）含碱量在10%以上。耐酸性好，热膨胀系数低，但耐水性差。用于制作保温、隔 热件及耐酸用的玻璃纤维增强材料。 无碱纤维含碱量在1%以下。电绝缘优良。用作电绝缘件，抗震零件等。 钠钙硼硅玻璃纤维有优异的耐化学性。广泛用作耐腐蚀材料。 硼硅玻璃纤维为低密度、低介电常数玻璃纤维。适用于作电绝缘件。 铝镁硅玻璃纤维为高强度玻璃纤维。适用于作高强度件，火箭发射机壳体，人造卫星外壳等。 含氧化铍玻璃纤维为高弹性模量玻璃纤维。 高硅氧纤维含SiO2在95%以上，耐热达1100。用作耐高温，防火材料。 粗玻璃纤维大多用作塑料、橡胶和水泥的增强材料。 组分和性能组分和性能 成分或性能成分或性能

33、 不同玻璃的组分和性能参数不同玻璃的组分和性能参数 E玻璃：硅酸硼铝玻璃，含有0.8%以下的碱金属氧化物。 A玻璃：加油硼或不加硼并含有0.8%以上碱金属氧化物的碱钙玻璃。 C玻璃：硼添加量高的碱钙玻璃。 D玻璃：高介电性能的特殊玻璃； R玻璃：高温下具有高机械性能的特殊玻璃； S玻璃：高温下具有高机械性能的特殊玻璃； AR 玻璃和Cemfil玻璃：化学稳定性好的玻璃； ECR玻璃：化学稳定性好的E玻璃。 D玻璃的各组分的重量百分比玻璃的各组分的重量百分比 D玻璃：介电常数低的玻璃。 组分和性能组分和性能日本日本美国美国欧洲欧洲 其它其它 介电常数，介电常数，1010Hz 玻璃的总体性能玻璃的

34、总体性能：（1）不燃、不腐、耐热、吸湿小；（2）、强度高、伸长小、 抗拉强度和冲击强度高；（3）、绝热性和化学稳定性好；（4）、电绝缘性好。 玻璃纤维的应用玻璃纤维的应用 p绝缘材料绝缘材料 p过滤材料过滤材料 p增强材料增强材料 p光纤光纤 氧化铝和硅酸铝纤维氧化铝和硅酸铝纤维 名称Al2O3（%）SiO2（%）制取方法结构类别 硅酸铝纤维低温型4060熔融吹喷法 或甩丝法 玻璃态纤维散纤 短纤维 标准型5050 高温型6040 氧化铝纤维955熔液纺丝结晶态纤维连续长丝 分类分类 性能性能 3 项目硅酸铝纤维氧化铝纤维 纤维直径(m)251012 纤维长度(mm)35250连续长丝 抗拉强

35、度(MPa)60080017002080 弹性模量(GPa)7080130190 密度（g/m3）2.53.0 p纺织性能纺织性能 p耐热性能耐热性能 p电特性电特性 ：具有优良的电绝缘性，但绝缘电阻随着温度的升高而降低；在高温状 态下，介电率高，介电损失小。 （1）低温型硅酸铝纤维使用温度为1000左右； （2）标准硅酸铝纤维的使用温度为1260左右； （3）高温型硅酸铝纤维的使用温度为1400左右； （4）氧化铝纤维的使用温度高达1600左右。 p导热性：导热性：是所有耐火材料中最低的一种。 p耐热冲击性好耐热冲击性好 p化学稳定性：化学稳定性：不受冷热水的影响，耐酸性较好；易受氢氟酸、磷酸和强碱的侵蚀。 应用：应用：耐火、隔热、防火、摩擦制动、密封、高温过滤和劳动保护等领域。 碳化硅（碳化硅（SiC）纤维）纤维 碳化硅纤维的制造