玻璃纤维布和玻璃纤维

原英文名称为:玻璃纤维或玻璃纤维。

这些成分是二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。

它是由玻璃球或废玻璃经高温熔化、拉丝、缠绕、编织而成。

最后形成各种产品。玻璃纤维单丝的直径从几微米到二十几米微米不等，相当于一根头发丝的1/20-1/5。每束纤维原丝由数百甚至数千根单丝组成，通常在复合材料中用作增强材料、电绝缘材料、隔热材料、电路板等，广泛应用于国民经济的各个领域。

玻璃纤维的特性:

一般来说，玻璃是一种坚硬易碎的物体，不适合做结构材料。但如果抽成丝，强度大大增加，而且柔韧，用树脂定型后，最终可以成为优良的结构材料。

随着玻璃纤维直径的减小，其强度增加。

玻璃纤维作为增强材料，具有以下特点，使得玻璃纤维的用途远比其他种类的纤维广泛，发展速度也遥遥领先。这些特征如下所示:

(1)抗拉强度高，延伸率小(3%)。

(2)弹性系数高，刚性好。

(3)它在弹性极限内具有大的伸长率和高的抗拉强度，因此它吸收大的冲击能量。

(4)它是一种无机纤维，具有不燃性和良好的耐化学性。

(5)吸水率低。

(6)良好的尺寸稳定性和耐热性。

(7)具有良好的加工性能，可制成条、束、毡、织等不同形式的产品。

(8)透明透光。

(9)完成了对树脂具有良好粘附性的表面处理剂的开发。

(10)便宜。

玻璃纤维的分类:

玻璃纤维按其形状和长度可分为连续纤维、定长纤维和玻璃棉。按玻璃的成分可分为无碱、耐化学、高碱、中碱、高强度、高弹性模量和耐碱玻璃纤维。

生产玻璃纤维的主要原料有石英砂、氧化铝和叶蜡石、石灰石、白云石、硼酸、纯碱、芒硝和萤石。

生产方法大致可分为两类:一类是直接将熔融玻璃制成纤维；一种是将熔融玻璃制成直径为20mm的玻璃球或玻璃棒，然后通过各种方式加热重熔，制成直径为3 ~ 80 μ m的极细纤维。

通过铂合金板用机械拉伸方形法制成的无限长纤维称为连续玻璃纤维，俗称长纤维。

由辊筒或气流制成的不连续纤维称为定长玻璃纤维，俗称短纤维。

由离心力或高速气流制成的细小、短而絮状的纤维称为玻璃棉。

经过加工，玻璃纤维可以制成多种产品，如纱线、粗纱、短切原丝、布、带、毡、板、管等。

玻璃纤维根据其成分、性能和用途分为不同的等级。

根据标准等级(见表)，E级玻璃纤维是应用最广泛、最广泛的电气绝缘材料。s级是一种特殊的光纤，虽然产量很小，但是很重要。由于其超强的强度，主要用于军事防御，如防弹箱。c级比e级更耐化学腐蚀，用于电池隔板和化学过滤器；A级是碱性玻璃纤维，用于生产增强材料。

玻璃纤维——主要成分有二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。按玻璃中的碱含量可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0% ~ 2%，属于铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8% ~ 12%，属于含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和

玻璃纤维-特性、原料及其应用与有机纤维相比，玻璃纤维具有更高的耐温性、不燃性、耐腐蚀性、良好的隔热隔音性(尤其是玻璃棉)、抗拉强度高、电绝缘性好(如无碱玻璃纤维)。

但是它易碎且耐磨性差。

玻璃纤维主要用作电绝缘材料、工业过滤材料、防腐、防潮、隔热、隔音和减震材料。

它也可以用作增强材料，制造增强塑料(见彩图)或增强橡胶、增强石膏和增强水泥。

涂覆有机材料的玻璃纤维可提高柔韧性，可用于制作包装布、纱窗、墙布、盖布、防护服以及电气和隔音材料。

用于生产玻璃纤维的玻璃不同于其他玻璃产品。

目前，世界上已经商业化的纤维用玻璃成分如下:

1，E玻璃也叫无碱玻璃，是一种硼硅酸盐玻璃。

是目前玻璃纤维应用最广泛的玻璃组分，具有良好的电绝缘性和机械性能。广泛用于生产电绝缘用玻璃纤维和玻璃钢用玻璃纤维。它的缺点是容易被无机酸腐蚀，所以不适合酸性环境。

2.c玻璃又称中碱玻璃，其特点是比无碱玻璃具有更好的耐化学性，尤其是耐酸性，但电性能较差，机械强度低于无碱玻璃纤维10% ~ 20%。通常国外的中碱玻璃纤维含有一定量的三氧化二硼，而我国的中碱玻璃纤维根本不含硼。

在国外，中碱玻璃纤维仅用于生产耐腐蚀的玻璃纤维制品，如玻璃纤维表面毡，也用于沥青屋面材料的增强。而在我国，中碱玻璃纤维占玻璃纤维产量的一半以上(60%)，广泛应用于玻璃钢的增强和过滤织物、包裹织物的生产，因为其价格低于无碱玻璃纤维，具有较强的竞争力。

3.高强度玻璃纤维的特点是高强度和高模量。其单纤维抗拉强度为2800MPa，比无碱玻璃纤维高25%左右，弹性模量为86000MPa，比E玻璃纤维高。

用它们生产的玻璃钢产品多用于军工、航天、防弹装甲和运动器材。

但由于价格昂贵，目前无法在民用上推广，世界产量约几千吨。

4.AR玻璃纤维又称耐碱玻璃纤维，主要是为增强水泥而开发的。

5.一种玻璃，也叫高碱玻璃，是典型的硅酸钠玻璃。由于耐水性差，很少用于生产玻璃纤维。

6.E-CR玻璃是一种改良的无硼无碱玻璃，用于生产耐酸性和耐水性好的玻璃纤维。其耐水性比无碱玻璃纤维好7 ~ 8倍，耐酸性比中碱玻璃纤维好得多。是专门为地下管道和储罐开发的新品种。

7.d玻璃又称低介电玻璃，用于生产低介电玻璃纤维，具有良好的介电强度。

除了上述玻璃纤维成分外，近年来还出现了一种新的无碱玻璃纤维，它完全不含硼，从而减少了环境污染，但其电绝缘和机械性能与传统E玻璃相似。

此外，还有一种具有双玻璃组分的玻璃纤维，已用于生产玻璃棉，据说有潜力作为FRP增强材料。

此外还有无氟玻璃纤维，是针对环保要求开发的改进型无碱玻璃纤维。

玻璃纤维产品的品种和用途

1，无捻粗纱

无捻粗纱由平行的原丝或平行的单丝组成。

无捻粗纱按玻璃成分可分为无碱玻璃无捻粗纱和中碱玻璃无捻粗纱。

用于生产玻璃纤维无捻粗纱的玻璃纤维直径范围为12 ~ 23 μm

无捻粗纱的支数从150到9600(特)不等。

无捻粗纱可直接用于一些复合材料成型方法，如缠绕和拉挤成型。由于其张力均匀，也可织成无捻粗纱织物，在某些应用中，无捻粗纱还需进一步短切。

(1)注射用无捻粗纱适用于玻璃钢注射成型的无捻粗纱应具有以下性能:①可切割性好，连续高速切割时静电少；(2)粗纱切割后分散成原丝的效率较高，即分束率较高，通常要求90%以上；(3)短切原丝具有优异的模具覆盖性能，可以覆盖模具的每个角落；(4)树脂浸润快，易被滚筒压平，易驱赶气泡；⑤原丝筒管退绕性能好，粗纱线密度均匀，适用于各种喷枪和纤维输送系统。

喷气用无捻粗纱由多股组成，每股含有200根玻璃纤维单丝。

(2)无捻粗纱2)SMC，即片状模塑料，主要用于压制汽车零部件、浴缸、水箱板、净化罐、各种座椅等。

SMC用无捻粗纱在制造SMC片材时要切成长度为25mm的lin，并分散在树脂糊中，所以对SMC用无捻粗纱的要求是短切性好、毛羽少、抗静电性能好，并且短切丝在切割时不会粘刀辊。

对于有色SMC，无捻粗纱应在高颜料含量的树脂糊中用树脂浸透。

一般来说，SMC粗纱是2400tex，但在少数情况下使用4800tex也是有用的。

(3)无捻粗纱缠绕法用于制造各种口径的玻璃钢管和储罐。

用于卷绕的粗纱数量范围从1200到9600。缠绕大型管道和储罐，首选直接无捻粗纱，如4800tex直接无捻粗纱。

卷绕用无捻粗纱的要求是:①成带性能好，呈扁平带状；(2)无捻粗纱退绕性能好，从筒管退绕时不脱落，不形成“鸟巢”状无规纱；(3)张力均匀，无悬挂现象；(4)线密度均匀，一般小于7%；⑤无捻粗纱透气性好，通过树脂罐时容易被树脂润湿浸透。

(4)拉挤用无捻粗纱用于制造各种截面一致的型材，其特点是玻璃纤维含量高，单向强度高。

拉挤用无捻粗纱可以是多股原丝，也可以是直接无捻粗纱，其线密度范围为1100 ~ 4400。

各种性能要求与卷绕粗纱基本相同。

(5)织造用粗纱的一个重要用途是织造各种厚度的格子或单向粗纱织物，多用于手粘玻璃钢成型工艺。

对强力粗纱有以下要求:①耐磨性好；②良好的分带；③用于织造的粗纱需要在织造前强制干燥；④无捻粗纱张力均匀，悬垂性应符合一定标准；⑤无捻粗纱具有良好的退化性；⑥粗纱具有良好的透气性。

(6)预成型用无捻粗纱在预成型工艺中，将无捻粗纱短切后喷涂在预定形状的网上，并喷涂少量树脂以固定纤维网，然后将成型的纤维网片移入金属模具中，注入树脂热压成型产品。

这种粗纱的性能要求与喷气粗纱基本相同。

2.无捻粗纱织物(格子织物)

方格布是一种无捻粗纱平纹织物，是手糊玻璃钢的重要基材。

格子布的强力主要在面料的经纬方向。对于经向或纬向强度要求较高的场合，也可织成单向格子布，可在经向或纬向排列较多的粗纱。

方形网格布的质量要求:①面料均匀，布边平直，布面平整、呈席状，无污渍、起毛、折痕、褶皱；②经纬密度、面重、布幅、卷长均符合标准；(3)缠绕在实心纸芯上，缠绕整齐；④快速、良好的树脂渗透性；⑤织物制成的层压材料的干、湿机械强度应符合要求。

铺有格子布的复合材料具有层间剪切强度低、抗压强度和疲劳强度差的特点。

3、玻璃纤维毡

(1)短切原丝毡将玻璃丝束(有时有粗纱)切成50mm长，随机但均匀地铺在网带上，加热固化后再用乳液粘结剂或撒粉粘结剂粘结短切原丝毡。

短切毡主要用于手糊、连续制板、模压和SMC工艺。

短切原丝毡的质量要求如下:①沿宽度方向的面积质量均匀；(2)短切原丝在毡面分布均匀，无大孔，粘结剂分布均匀；③干毡强度适中；④优异的树脂浸润性和渗透性。

(2)拉丝过程中形成的玻璃前体或从前体圆筒展开的连续前体通过连续前体毡以8字形铺展在连续移动的网带上，并通过粉末粘合剂粘合。

连续玻璃纤维原丝毡中的纤维是连续的，因此连续玻璃纤维原丝毡对复合材料的增强作用比短切毡短。

主要用于拉挤工艺、RTM工艺、压力包工艺和玻璃毡增强热塑性塑料(GMT)工艺。

(3)表面毡玻璃钢制品通常需要形成富树脂层，一般采用中碱玻璃表面毡来实现。

这种毡由中碱玻璃(C)制成，赋予玻璃钢耐化学性，特别是耐酸性。同时，由于毛毡较薄，玻璃纤维直径较小，可以吸收更多的树脂形成富树脂层，覆盖在玻璃纤维增强材料(如花纹布)的线条上，起到表面改性的作用。

(4)针刺毡分为短切纤维针刺毡和连续原丝针刺毡。

短切纤维针刺毡是将玻璃纤维粗纱切成50mm的片，随机铺在事先放在传送带上的基材上，然后用刺针针刺而成。针将短切纤维刺入基底，钩针将一些纤维提起，形成三维结构。

所使用的基底可以是玻璃纤维或其他纤维的薄织物，并且这种针刺毡具有蓬松感。

其主要用途包括隔热隔音材料、衬里材料和过滤材料，也可用于生产玻璃钢，但玻璃钢强度低，应用范围有限。

另一种连续原丝针刺毡是将连续玻璃原丝通过抛丝装置随机抛在连续的网带上，用针板针刺形成纤维相互连接的三维结构。

这种毡主要用于生产玻璃纤维增强热塑性可压制片材。

(5)缝合毡50mm-60cm长的短切玻璃纤维，可以用缝合机缝合成短切纤维或长纤维毡。前者可以在一些应用中替代传统的粘合剂粘合的短切纤维毡，而后者可以在一定程度上替代连续的前体毡。

它们的优点是不含粘合剂，避免了生产过程中的污染，同时透气性好，价格低廉。

4.切碎前体并研磨纤维。

(1)短切原丝短切原丝短切原丝分裂干法短切原丝和湿法短切原丝。

前者用于生产增强塑料，后者用于造纸。

用于FRP的短切原丝可分为两类:用于增强热固性树脂(BMC)的短切原丝和用于增强热塑性树脂的短切原丝。

增强热塑性塑料对短切原丝的要求是使用无碱玻璃纤维，强度高，电绝缘性好，集束性好，流动性好，白度高。

增强热固性塑料短切原丝要求集束性好，易被树脂快速浸润，并具有良好的机械强度和电气性能。

(2)研磨纤维研磨纤维是将短切纤维用锤磨机或球磨机研磨而成。

磨碎的纤维在RRIM主要用作增强材料，作为树脂的填料以改善表面裂纹现象和减少成型收缩，也可用作增强材料。

5、玻璃纤维织物

以下是用玻璃纤维纱织成的各种玻璃纤维织物。

(1)玻璃布我国生产的玻璃布分为无碱和中碱两大类，国外多为无碱玻璃布。

玻璃布主要用于生产各种电绝缘层压板、印刷电路板、各种车身、储罐、船艇、模具等。

中碱玻璃布主要用于生产涂塑包装用布及耐腐蚀场合。

织物的特性由纤维性能、经纬密度、纱线结构和组织决定。

经纬密度由纱线结构和组织决定。

经纬密度和纱线结构决定了织物的物理性能，如重量、厚度和断裂强度。

有五种基本组织形式:平纹组织、斜纹组织、缎纹组织、罗纹组织和席纹组织。

(2)玻璃带玻璃带可分为织边带和非织边带(毛边带)。

玻璃带通常用于制造具有高强度和良好介电性能的电气设备部件。

(3)单向织物单向织物是由粗经细纬织成的四经断缎或长轴缎织物。

其特征是在主要的经纱方向上具有高强度。

(4)三维织物与平面织物相比，三维织物的结构特征已经从一维、二维发展到三维，使得采用这种增强体的复合材料具有良好的整体性和一致性，大大提高了复合材料的层间剪切强度和损伤容限。

它是随着航天、航空、兵器、船舶等部门的特殊需求而发展起来的，其应用已经扩展到汽车、运动器材、医疗器械等部门。

主要有五大类:机织三维织物、针织三维织物、正交和非正交非织造三维织物、三维机织织物和其他形式的三维织物。

三维织物的形状有块状、柱状、管状、中空截锥形和变厚度异形截面。

(5)异形织物异形织物的形状与它要强化的产品形状非常相似，必须在专用织机上织造。

对称形异形织物包括圆盖、圆锥、帽子、哑铃形织物等。，也可以做成箱子、船体等不对称形状。

(6)沟槽芯织物沟槽芯织物是由两层平行的织物通过纵向竖筋连接而成的织物，其横截面形状可以是三角形，也可以是矩形。

(7)玻璃纤维缝合织物又称针织毡或机织毡，不同于普通织物和普通毡。

最典型的缝编织物是一层经纱和一层纬纱重叠在一起，经纱和纬纱通过缝编编织在一起形成织物。

缝编织物的优点是:①能提高FRP层压制品的极限拉伸强度、拉伸下的分层强度和弯曲强度；(2)减轻玻璃钢产品的重量；③光滑表面使玻璃钢表面光滑；④简化手工粘贴操作，提高劳动生产率。

这种增强材料可以替代拉挤玻璃钢和RTM中的连续毡，也可以替代离心玻璃钢管道生产中的网格布。

6.复合玻璃纤维增强材料

自20世纪70年代以来，出现了一些将短切原丝毡、连续原丝毡、无捻粗纱织物和无捻粗纱以一定顺序结合的增强材料。一般来说，有以下几种类型:

(1)短切原丝毡+粗纱织物

(2)短切原丝毡+无捻粗纱布+短切原丝毡

(3)短切原丝毡+连续原丝毡+短切原丝毡

(4)短切原丝比例毛毡+随机粗纱。

(5)短切毡或布+单向碳纤维

(6)短切原丝+表面毡

(7)玻璃布+单向粗纱或玻璃细杆+玻璃布。

7.玻璃纤维湿毡

玻璃纤维无纺布产品起源于欧洲，后传入美国、日本、中国等国家。

中国已经建立了几条大型生产线，主要技术来自德国技术，如常州的中兴天马和陕西的沃尔特。

目前，国内玻璃纤维湿毡主要分为以下几类:

(1)屋面油毡用作改性沥青防水卷材、彩色沥青瓦等防水材料的基材；

(2)管道油毡用于包覆石油、天然气管道，与沥青结合，防止地下管道腐蚀；

(3)表面毡玻璃钢制品的成型和表面抛光；

(4)贴面毡用于墙面和天花板，可以防止涂层开裂和橘皮，多用于大型会议室和高档酒店的装饰；

(5)地毡作为PVC地板的基材；

(6)地毯毡作为小方地毯的基材；

(7)将覆铜板毡粘贴到覆铜板上可以增强其冲孔和钻孔性能；

(8)电池隔膜毡用作铝酸盐电池隔膜毡的基材；

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玻璃纤维工业的现状与展望

玻璃纤维是金属材料非常好的替代品。随着市场经济的快速发展，玻璃纤维已成为建筑、交通、电子、电力、化工、冶金、环保、国防等行业必不可少的原材料。

由于玻璃纤维在许多领域得到了广泛的应用，越来越受到人们的重视。

世界玻璃纤维的主要生产国和消费国主要是美欧日等发达国家，人均玻璃纤维消费量较高。

欧洲仍是玻璃纤维消费的最大地区，占全球总消费量的35%。

近年来，在国内外市场的推动下，中国玻璃纤维工业发展迅速。

国际市场的扩大，既有总需求的增长，也有国际企业因前期利润率低而退出行业后，在国际市场上留给国内企业的发展空间。国内市场的增长来自于下游消费行业的快速发展。

经过50多年的发展，中国玻璃纤维已经达到相当的规模。

2006年我国玻璃纤维纱累计产量1160700吨，同比增长22.18%。

其中，池窑产量891.2万吨，占总产量的76.79%。

玻璃纤维工业品销售率为99.5%，比2005年同期提高2.8个百分点，库存下降。

2006年，企业主营业务成本达到237.44亿元，同比增长30.84%。

企业克服原材料价格上涨的影响，实现新的高利润水平。

2006年，行业利润总额25.66亿元，同比增长39.65%；利税总额36.85亿元，同比增长43.53%。

2006年，中国玻璃纤维行业出口创汇11.8亿美元，实现贸易顺差451.8亿美元，共出口玻璃纤维及制品7901万吨，同比增长38.9%。

2007年1-11期间，中国玻璃纤维及制品制造业工业总产值3762452.7万元，同比增长38.07%。累计实现产品销售收入3656583.9万元，同比增长38.22%；累计实现利润35，465，438+0，052，000元，同比增长565，438+0.08%。

2008年，受国际金融危机影响，中国玻璃纤维出口形势十分严峻。在国际经济形势不景气，当前供大于求的时期，为顺应当前国家政策，需要加快玻璃纤维行业下游产品的开发和应用。

关注国内对玻璃纤维纱的需求，扩大内需，保持国内经济的可持续发展。

从长期来看，中东和亚太地区基础设施的加强和改造将增加对玻璃纤维的需求。随着全球对玻璃纤维改性塑料、运动器材、航空航天等方面需求的不断增加，玻璃纤维行业的前景依然乐观。

此外，玻璃纤维的应用领域已经扩展到风电市场，这可能是玻璃纤维未来发展的一个亮点。

能源危机促使各国寻求新能源。风能成为近年来人们关注的焦点，中国也开始加大对风电领域的投资。

到2020年，中国将在风力发电领域投资3500亿元，其中约20%(700亿元)需要使用玻璃纤维(如风机叶片)。

这对中国玻璃纤维企业来说是一个巨大的市场。

玻璃纤维布的应用:主要用于建筑行业。

建筑用作外墙保温层，玻璃纤维布也用于玻璃钢行业。

主要作用是增加力量。

玻璃纤维布品种:玻璃纤维网格布、玻璃纤维网格布、玻璃纤维平布、玻璃纤维电子布。