第三章玻璃纤维的制备工艺2

玻璃纤维的特性（1）力学性能：拉伸强度高弹性模量为70～110GPa（与铝和钛合金模量相当），但不耐磨、脆而易折。（2）热性能：导热率小，隔热性好—优良的绝热材料；耐热，软化点为550～580℃；热膨胀系数4.8×10-6/K；不会引起燃烧；（3）耐腐、化学稳定性好；与空气湿度、水有关。（4）电绝缘性能好；（5）透光性好，制作透明的玻璃钢。第三章玻璃纤维的制造工艺35一、玻璃纤维的制造工艺原料加热熔融拉丝纺织1、坩埚拉丝法（玻璃球法）(制球、拉丝）砂、石灰石、硼酸熔炼炉造球机玻璃球铂金坩埚漏丝板玻璃纤维1260℃1300℃15~18mm（102、204、408孔，d=1.5~2mm,玻璃液为1190℃）1000~3000m/min3~20um7（1）单丝(

filament)：从坩埚中拉出的每根纤维叫单丝。（2）原纱

(原丝，strand)：一个坩埚拉出的所有单丝经过浸润剂槽后，集束成一根原纱。原丝是由若干根单丝组成，单丝的多少系由铂金坩埚底部的小孔数决定的。一般由102、204或408根单线组成原丝，原丝经质量检查合格后可送到纺织工段进一步加工。8（3）浸润剂：①作用：原丝之间不散乱原纱相互之间不粘接在一起防止纤维间的磨损保护纤维免受大气和水分的侵蚀作用。②浸润剂可分为纺织型浸润剂和增强型浸润剂。纺织型浸润剂石蜡乳剂：石蜡、凡士林、硬脂酸等矿物脂类主要是满足纺织工序的要求。浸润剂中含石蜡和油剂，严重阻碍树脂对玻璃布的浸润，影响与树脂的粘结，必须在浸胶前除去。增强型浸润剂聚醋酸乙烯酯对玻璃钢影响不大，浸胶前可不必除去在纺织时，易使玻璃纤维起毛，一般用于生产无捻粗纱、无捻粗纱织物、以及短切纤维和短切纤维毡9102、池窑拉丝法（直接熔融法）池窑拉丝是连续玻璃纤维生产的一种新的工艺方法。池窑拉丝是将玻璃原料投入熔窑熔化后直接拉流入拉丝筛网中拉丝制成各种支数的连续玻璃纤维。问你会采用哪种方法生产玻璃纤维？池窑拉丝与坩埚拉丝相比较，具有如下优点：（1）省去制球工艺；（2）池窑容量大，生产能力高；（3）废产品易于回炉（4）易实现自动化池窑拉丝or坩埚拉丝二、玻璃纤维纱的制造1.几个概念（1）纤维支数：原纱粗细指标，有两种表示方法：①质量法质量为1g的原纱的长度来表示

例如：40支纱，就是指质量为1g的原纱长40m。②定长法目前国际上统一使用的方法，通称“TEX”（公制号数）TEX=g/L*1000,特克斯（Tex）,简称特,旧称公支

TEX指1000m长的原纱的克质量数。如：4“TEX”指1000m原纱质量为4克（2）捻度：单位长度内纤维与纤维之间所加的转数，以捻/m为单位。有Z捻（顺时针，左捻）和S捻（逆时针，右捻）。（3）股数N：指由几根原纱合股组成。纱的合股数指以一根原纱为一股，几根原纱合并起来的原纱根数即为合股纱的合股数N。1.3玻璃纤维制备及制品2.玻璃纤维纱的品种与规格（1）品种：有捻纱(细砂）和无捻纱（粗纱）①无捻纱一般用增强型浸润剂，由原纱直接并股、络纱制成。

特点：无捻粗纱中的纤维是平行排列的，拉伸强度很高，易被树脂浸透；易断头，起毛，不易编织。②有捻纱则多用纺织型浸润剂，原纱经过退绕、加捻、并股、络纱而制成。

特点：通过加捻可提高纤维的抱合力，改善单纤维的受力状况，有利于纺织工序的进行。捻度过大不易被树脂浸透；多用于织玻璃纤维布。1.3玻璃纤维制备及制品（2）牌号表示法：

牌号无碱纱4-600/2单丝直径原纱支数股数例如：无捻粗纱8-24/5:表示单丝直径为8μm，5股并股，24m/g的玻璃纤维纱几种国产有捻玻璃纱的规格1.3玻璃纤维制备及制品三、玻璃布的制造玻璃布是经过纺织而成，由经、纬纱编制而成，纺织的主要设备是纺纱机和织布机。原丝有捻纱无捻纱纺纱机纺织机玻璃布玻璃带玻璃毡。。。19四、玻璃纤维织物的品种及性能玻璃纤维织物玻璃纤维布平纹布、斜纹布缎纹布、无捻粗纱布（方格布）单向布、无纺布玻璃纤维毡短切纤维毡表面纤维毡连续纤维毡玻璃纤维带1.平纹布(1)最普通的织法，平织，经纱和纬纱各一根相互交叉而织成。(2)编织紧密，交织点多，强度较低，表面平整，气泡不易排出。(3)适合制备形状简单或平坦的制品。2.斜纹布（1）每根经纱都是从两根纬纱下面通过，然后再压在另外两根纬线上面，布面呈斜纹。（2）与平纹布相比，交织点较少，较致密，柔性好，强度较大，具有良好的铺覆性。（3）适合手糊成型，适于制作有曲面的制品。3.锻纹布（1）经纱和纬纱相互间从一根纱下面通过，压在另外多根纱上面，布面几乎只见经纱或纬纱（2）质地柔软、铺覆性好、强度较大、与模具接触性好。（3）适于型面复杂的手糊玻璃钢制品。4.无捻粗纱布（1）大部分为无捻方格布，以无捻粗纱织成的方格布，玻纤与玻纤之间平行分布。（2）柔性好，铺覆性好，易浸透树脂，气泡易排出，施工方便，价格便宜。（3）手糊成型大量使用无捻粗纱5.单向布（1）经纱用强纱，纬纱用弱纱。（2）经纱方向强度较高，用于定向强度要求高的制品。（3）它具有很好的可设计性和可混编性，可提供较大的材料选择和设计自由度，可根据要求来决定纱线的类型。6.无纺布（1）不织布，是由连续纤维（直径12~15μm）平行或交叉排列后，用粘结剂粘结而成的片状材料。（2）强度高、刚性好、工艺简单。（3）为粗纤维制造玻璃钢创造了条件。7.短切纤维毡（1）是将连续玻璃纤维原丝短切成一定长度的短切纤维后经无定向随机均匀分布，由粉末或乳液粘结剂粘结而成的无纺玻纤增强材料。（2）铺复性好，价格便宜，强度较低，树脂用量大，适用于手糊或喷射成型的玻璃钢。8.表面纤维毡（1）将定长玻璃纤维（细纤维）随机均匀铺放而成，厚度约0.3~0.4mm。（2）铺复性好、树脂含量高、耐老化性能好，价格较便宜、强度。（3）用于玻璃钢制品的表面，使制品表面光滑。9.连续纤维毡（1）它是以连续玻璃纤维随机成圈状分布，靠原丝圈之间力学作用以少量粘结剂结合而成，简称连续毡。（2）铺复性好、强度大、质量均匀、树脂用量大，适用于手糊及喷射成型玻璃钢和大型贮罐玻璃钢的富树脂层。10.玻璃纤维带（1）玻璃纤维带分为有织边带(光边带)和无织边带(毛边带)，主要织法是平纹。（2）无碱玻璃纤维带常用于制造高强度、介电性能好的电气设备零部件。30五、特种玻璃纤维1.高强度玻璃纤维

镁铝硅酸盐和硼硅酸盐两个系统。镁铝硅酸盐玻璃的主要成分为(质量％)：SiO2：65％，Al2O3：25％，MgO10％。拉丝成型温度需要1500度以上．拉丝工艺特殊，成本也比较高。实际生产的高强度玻璃纤维(称为S玻璃纤维)．是对上述成分略加调整(引入了6.5％一10％的Na2O和2.5％的Sb2O3)，以降低玻璃的熔制和拉丝成型温度．并加入了3％~6％的CaO，以提高其弹性横量。硼硅酸盐高强玻璃纤维的主要成分为(质量％)：SiO240%~50%，Al2O319%~29%，B2Ol0％~20％，Li2O0.1%~1％。硼硅酸盐系统玻璃纤维的强度比E玻璃纤维虽只提高36％，但拉丝温度降低，用一般铂金坩埚即可拉丝。2.高模量玻璃纤维氧化铍具有大幅度提高玻璃纤维弹性横量的效能。高弹玻璃纤维分为含铍与不含铍的两种。含铍的高弹玻璃纤维，如美国的YM—3A玻璃(M玻璃)氧化铍有剧毒在低铝的钙镁硅酸盐系统中加入铬、钍、钽、铌等氧化物，也可以提高玻璃的弹性模量。其纤维的弹性模量高达12×104MPa，但拉丝成型较困难。SiO2CaOMgOBeOZrO2TiO2Li2OCaOFe2O358.712.79.08.02.01.93.03.00.53.高硅氧纤维和石英纤维

高硅氧纤维的生产：将高钙的硼硅酸盐玻璃纤维用酸处理，溶析出可溶性成分，从而制得含SiO2高达90％~99％的纤维。也可用含碱纤维的化学提纯法制得。这种纤维能耐1700℃以上高温，但纤维强度低，只为无碱玻璃纤维的20％~50％。

石英纤维的生产：直接用高纯度的石英棒喂送到高温区熔化拉丝。一般在2000~2100℃下拉制．SiO2含量可达99％以上，可耐1700℃以上的高温，强度也比较高，弹性模量与无碱纤维相当，但纤维