玻璃纖維按形態(tài)和長(zhǎng)度,可分為連續(xù)纖維、定長(zhǎng)纖維和玻璃棉;按玻璃成分,可分為無(wú)堿、耐化學(xué)、高堿、中堿、高強(qiáng)度、高彈性模量和抗堿玻璃纖維等。 生產(chǎn)玻璃纖維的主要原料是:石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白云石、硼酸、純堿、芒硝、螢石磨碎玻璃纖維等。生產(chǎn)方法大致分兩類:一類是將熔融玻璃直接制成纖維;一類是將熔融玻璃先制成直徑20mm的玻璃球或棒,再以多種方式加熱重熔后制成直徑為 3~80μm的甚細(xì)纖維。通過(guò)鉑合金板以機(jī)械拉絲方法拉制的無(wú)限長(zhǎng)的纖維,稱為連續(xù)玻璃纖維,通稱長(zhǎng)纖維。通過(guò)輥筒或氣流制成的非連續(xù)纖維,稱為定長(zhǎng)玻璃纖維,通稱短纖維。借離心力或高速氣流制成的細(xì)、短、絮狀纖維,稱為玻璃棉。玻璃纖維經(jīng)加工,可制成多種形態(tài)的制品,如紗、無(wú)捻粗紗、短切原絲、布、帶、氈、板、管等。 玻璃纖維按組成、性質(zhì)和用途,分為不同的級(jí)別。按標(biāo)準(zhǔn)級(jí)規(guī)定(見(jiàn)表),E級(jí)玻璃纖維使用普遍,廣泛用于電絕緣材料;S級(jí)為特殊纖維,雖然產(chǎn)量小,但很重要,因具有度,主要用于軍事防御,如防彈箱等;C級(jí)比E級(jí)更具耐化學(xué)性,用于電池隔離板、化學(xué)濾毒器;A級(jí)為堿性玻璃纖維,用于生產(chǎn)增強(qiáng)材料。 生產(chǎn)玻璃纖維用的玻璃不同于其它玻璃制品的玻璃。國(guó)際上已經(jīng)商品化的纖維用的玻璃成分如下:
E-玻璃
亦稱無(wú)堿玻璃,是一種硼硅酸鹽玻璃。目前是應(yīng)用廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分,具有良好的電氣絕緣性及機(jī)械性能,廣泛用于生產(chǎn)電絕緣用玻璃纖維,也大量用于生產(chǎn)玻璃鋼用玻璃纖維,它的缺點(diǎn)是易被無(wú)機(jī)酸侵蝕,故不適于用在酸性環(huán)境。
C-玻璃
亦稱中堿玻璃,其特點(diǎn)是耐化學(xué)性特別是耐酸性優(yōu)于無(wú)堿玻璃,但電氣性能差,機(jī)械強(qiáng)度低于無(wú)堿玻璃纖維10%~20%,通常國(guó)外的中堿玻璃纖維含一定數(shù)量的三氧化二硼,而我國(guó)的中堿玻璃纖維則完全不含硼。在國(guó)外,中堿玻璃纖維只是用于生產(chǎn)耐腐蝕的玻璃纖維產(chǎn)品,如用于生產(chǎn)玻璃纖維表面氈等,玻璃纖維棒也用于增強(qiáng)瀝青屋面材料,但在我國(guó)中堿玻璃纖維占據(jù)玻璃纖維產(chǎn)量的一大半(60%),廣泛用于玻璃鋼的增強(qiáng)以及過(guò)濾織物,包扎織物等的生產(chǎn),因?yàn)槠鋬r(jià)格低于無(wú)堿玻璃纖維而有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
高強(qiáng)玻璃纖維
其特點(diǎn)是高強(qiáng)度、高模量,它的單纖維抗拉強(qiáng)度為2800MPa,比無(wú)堿玻纖抗拉強(qiáng)度高25%左右,彈性模量86000MPa,比E-玻璃纖維的強(qiáng)度高。用它們生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于軍工、空間、防彈盔甲及運(yùn)動(dòng)器械。但是由于價(jià)格昂貴,目前在民用方面還不能得到推廣,全世界產(chǎn)量也就幾千噸左右。
AR玻璃纖維
亦稱耐堿玻璃纖維,主要是為了增強(qiáng)水泥而研制的。
A玻璃
亦稱高堿玻璃,是一種典型的鈉硅酸鹽玻璃,因耐水性很差,很少用于生產(chǎn)玻璃纖維。
E-CR玻璃
是一種改進(jìn)的無(wú)硼無(wú)堿玻璃,用于生產(chǎn)耐酸耐水性好的玻璃纖維,其耐水性比無(wú)堿玻纖改善7~8倍,耐酸性比中堿玻纖也優(yōu)越不少,是專為地下管道、貯罐等開(kāi)發(fā)的新品種。
D玻璃
亦稱低介電玻璃,用于生產(chǎn)介電強(qiáng)度好的低介電玻璃纖維。 除了以上的玻璃纖維成分以外,近年來(lái)還出現(xiàn)一種新的無(wú)堿玻璃纖維,它完全不含硼,從而減輕環(huán)境污染,但其電絕緣性能及機(jī)械性能都與傳統(tǒng)的E玻璃相似。另外還有一種雙玻璃成分的玻璃纖維,已用在生產(chǎn)玻璃棉中,據(jù)稱在作玻璃鋼增強(qiáng)材料方面也有潛力。此外還有無(wú)氟玻璃纖維,是為環(huán)保要求而開(kāi)發(fā)出來(lái)的改進(jìn)型無(wú)堿玻璃纖維。