玻璃纖維的生產工藝及應用介紹

玻璃纖維的生產工藝及應用介紹

摘要

在廣義範圍來說，我們對於玻璃纖維的認識一直停留在它是一種無機非金屬材料，可是隨著研究的深入，我們知道實際上的玻璃纖維的種類有很多，而且性能優異，有很多突出的優點。比如說它的機械強度就特別高還有抗熱、抗腐蝕效果也特別好。誠然，任何材料都不是完美的，玻璃纖維也有它自己無法令人忽視的缺點，就是它不耐磨而且容易發生脆裂。所以實際應用時我們要揚長避短。

玻璃纖維的原料獲取簡單，主要是廢棄的舊玻璃或者玻璃製品，玻璃纖維特別細，20多根玻璃單絲組在一起才相當於一根頭髮的粗細。玻璃纖維通常可以在複合材料中作為增強材料來使用,由於近些年來人們對玻璃纖維研究逐漸加深,使得它在我們生產生活中扮演了越來越重要的角色。本文主要研究玻璃纖維的生產工藝及應用,介紹了玻璃纖維纖維的性質、主要成分、主要特點、材料分類、生產工藝、安全防護、主要用途、安全防護、產業現狀、發展前景。

第一章緒論

1.1玻璃纖維性質

熔點：680℃

沸點：1000℃

密度：2.4~2.7g/cm3

分子結構：

玻璃纖維還有一個極為優越的特點，就是抗拉強度很大，抗拉強度在標準狀態下是6.3~6.9 g/d，溼潤狀態5.4~5.8 g/d，這樣優良的性質，使得玻璃纖維經常可以作為增強材料來普遍使用。它的A密度為2.54。玻璃纖維也十分耐熱，在300℃時它仍舊能夠保持正常的性質。玻璃纖維有時還可以做為絕熱材料和屏蔽材料來廣泛使用，這都歸功於它的電絕緣性，而且不能輕易被腐蝕。

1.2主要成分玻璃纖維的成分較為複雜，一般大家比較認可的有二氧化矽、氧化鎂、氧化鈉、氧化硼、氧化鋁、氧化鈣等主要成分。玻璃纖維的單絲直徑10微米左右,相當於頭髮絲直徑的1/10,每束纖維都是由千百根單絲組成,根據玻璃纖維的用途各異,纖維的單絲直徑有略微差距,拉絲工藝稍有不同。通常情況下,玻璃纖維中二氧化矽的含量佔50%~65%。三氧化二鋁含量超過20%的玻璃纖維拉伸強度相對較高,通常為高強度玻璃纖維,而無鹼性玻璃纖維的三氧化二鋁含量一般為15%左右。如果想要使玻璃纖維具有較大的彈性模量，那麼必須確保氧化鎂的含量大於10%。因為含有少量四氧化三鐵的玻璃纖維,其耐腐蝕性能均有不同程度的提高。

1.3主要特點

1.3.1原料及應用相比於無機纖維玻璃纖維的性能更加優越。它較難點燃，耐熱，隔熱，較穩定，抗拉。但較脆,耐磨性較差。用來製造增強性塑料或用來增強橡膠,作為補強材料玻璃纖維具有以下幾個特點：(1)它的拉伸強度比其它材料都好，但是伸長率卻很低。(2)彈性係數較為適合。(3)在彈性限度內，玻璃纖維能夠延伸較長，而且十分抗拉，所以面對衝擊時，它能夠吸收較大的能量。(4)由於玻璃纖維是無機纖維，所以無機纖維所具有的優點，它也有很多，不易燃燒且化學性質較為穩定。(5)不易吸水。(6)耐熱且性質較穩定不易反應。(7)它的加工性很好,可加工製作成為股、氈、束、織布等形態各異優良產品。(8)能夠透光。(9)因為材料容易獲取，所以價錢不貴。(10)在高溫下，沒有燃燒，反而融化成液體小珠。

玻璃纖維

1.4分類根據不同的分類標準，玻璃纖維可以分成很多種。根據不同的形態和長度，能夠劃分出連續纖維，纖維棉和定長纖維三種。根據不同的成分，例如含鹼量的多少，可以劃分成無鹼玻璃纖維、中鹼玻璃纖維、高鹼玻璃纖維三種。

1.5生產原料在實際工業生產中，為了產出玻璃纖維，我們需要氧化鋁、石英砂、石灰石、葉蠟石、白雲石、純鹼、芒硝、硼酸、螢石、磨碎的玻璃纖維等。

磨碎的玻璃纖維

1.6生產方法工業上的生產方法可以分兩大類:一類是先把玻璃纖維熔融，然後再製成直徑較小的球狀或者棒狀玻璃製品。然後再用不同種方式加熱重新熔融後製成直徑3~80μm的細纖維。另一類也是先將玻璃熔融，不過製成的是玻璃纖維而非棒狀或者球狀製品。再將樣品通過鉑合金板，利用機械拉絲法來拉出。拉所得的製品稱為連續纖維。如果通過輥筒裝置拉出纖維，那麼所得的製品就稱為非連續纖維,也稱之為定長玻璃纖維,和短纖維。

1.7分級根據玻璃纖維不同的組成、用途和性質,分成各種不同的級別。國際上已經商品化的玻璃纖維其成分如下:

1.7.1 E-玻璃它是硼酸鹽玻璃，日常生活中人們也叫它無鹼玻璃,由於它的許多優點使得它應用最為廣泛。它是目前應用最為廣泛雖然被廣泛應用，但它也有不可避免的缺點。它容易和無機鹽發生反應，所以在酸性環境中較難存放。

1.7.2 C-玻璃實際生產中也叫中鹼玻璃,它的化學性質較為穩定，耐酸性較好。它的缺點就是機械強度不高，電氣性能差。不同的地方有不同的標準，在國內玻璃纖維產業中，中鹼玻璃中沒有硼這個元素。但是在國外玻璃纖維產業中，它們所生產的則是含有硼的中鹼玻璃。不僅含量不同，同樣的是中鹼玻璃在國內外所擔任的角色也不一樣。國外所生產的玻璃纖維表面氈和玻璃纖維棒應用了中鹼玻璃。在生產中,瀝青當中也有中鹼玻璃活躍的身影。在我國，客觀原因由於它價格十分低廉，所以被應用的十分廣泛，在包紮織物和過濾織物產業中到處都活躍著它的身影

玻璃纖維棒

1.7.3玻璃纖維A玻璃在生產中，人們也叫它也高鹼玻璃,它屬於鈉矽酸鹽玻璃,但是由於它的不耐水，它一般不被生產成為玻璃纖維。

1.7.4玻璃纖維D玻璃它也被叫做介電玻璃,一般是介電玻璃纖維的主要原料。

1.7.5玻璃纖維高強玻璃它的強度比無鹼玻璃纖維高出1/4，它的彈性模量比E-玻璃纖維的還要高，由於它的種種優點，本應該被廣泛應用，但卻因為它造價很高，目前也僅在一些重要領域得到應用，像是軍工，航天等。

1.7.5玻璃纖維AR玻璃人們也叫它耐鹼玻璃纖維,它是純無機纖維，在玻璃纖維增強混凝土中作為增強材料。在一定條件下，甚至可以代替鋼材和石棉。

1.7.6玻璃纖維E-CR玻璃它是一種經過改進之後無硼無鹼玻璃,由於其耐水性比無鹼玻璃纖維高了將近10倍，所以在生產耐水製品中得到廣泛應用。並且，它的耐酸性也極強，在地下管道的生產應用中佔據了主導地位。除了上述所提到的較為普遍的玻璃纖維，現在，科學家們又研製出了一種新型的玻璃纖維。由於它是無硼製品，滿足了人們對保護環境的追求。近年來，還有一種玻璃纖維比較熱門，它就是雙玻璃成分的玻璃纖維，在現在的玻璃棉製品中，我們可以感知它的存在。

1.8玻璃纖維的識別分辨玻璃纖維的方法特別簡單，就是將玻璃纖維放入水中，加熱直到水變開，保持6-7小時，如果發現玻璃纖維的經向和緯向變得不那麼緊湊，那就是高鹼玻璃纖維。按照不同的標準,玻璃纖維的分類方法很多,一般從長度和直徑、組成和性能兩個角度來劃分。

第二章 玻璃纖維的生產工藝

在我們生產中，連續玻璃纖維生產工藝,主要為坩堝法拉絲工藝和池窯拉絲工藝這兩種。

2.1坩堝法拉絲工藝坩堝拉絲工藝是二次成型工藝的一種,主要是先把玻璃原料加熱直到熔融狀態，把熔融後的液體製成球狀物。再把所得的球狀物再次熔融，拉製成絲。但是這種方法也有它不能忽視的缺點，在生產中會產生大量的消耗，所得產物不穩定，產率較低等。其原因不單單是由於坩堝拉絲工藝生產的固有容量小,工藝不易穩定,更是與所採用的落後的生產過程的控制技術有極大的關聯。所以,就目前來說,坩堝拉絲工藝來控制的產品,控制技術這個原因對產品質量影響最為顯著。

玻璃纖維工藝流程圖

一般來說,坩堝的控制對象主要分為三種:電熔控制、漏板控制、加球控制三個方面。在電熔控制中，人們普遍採用恆流儀表，但是也有一部分採用恆壓控制，這兩種方式都可以。在漏板控制中，人們在日常的生活生產中大多用的是恆溫控制，但是也有部分採用恆溫控制。而對於加球控制來說，人們則更加傾向於間歇加球控制。在人們日常的生產中，這三種不方式已經足夠，但是對於有著特殊要的玻纖細紗來說,這些控制方式仍然是存在一些缺點的,例如漏板的電流和電壓的控制精度不好掌握,漏板的溫度波動很大,所生產的紗線密度的波動很大。或者一些現場應用儀表沒有與生產工藝結合較好,沒有有針對性的從坩堝法的特點來入手制定控制方式。亦或者它容易出現故障,穩定性不是很好。以上種種例子表明在生產生活中需要精密控制,認真研究,努力提高玻璃纖維製品的質量。

2.1．1控制技術的主要環節

2.1.1.1電熔控制首先要明確保證流進漏板內液體的溫度保持均勻穩定,並且保證正確合理坩堝的結構,電極的布置,加球的位置和方式。所以,在電熔控制中,最重要的是保證控制系統穩定。電熔控制系統採用智能的控制儀、電流變送器和電壓調整器等,根據實際情況,採用4位有效數字的儀表來降低成本,電流則採用有獨立有效值的電流變送器。實際生產中,根據效果,在採用這個系統來恆流控制中,在較為成熟合理的工藝條件基礎上,流入液槽的液體溫度能夠控制在±2攝氏度之內,所以經研究發現它的可控制性較好,已接近於池窯拉絲工藝。

電熔控制原理圖

2.1.1.2漏板控制為了保證漏板控制的有效進行，人們所採用的裝置都是恆溫恆壓且性質較為穩定的,為了使得輸出功率達到所需要的數值，則採用性能更加好的調節器，,取代了傳統的可控矽觸發迴路;為了保證漏板的溫度精度很高而周期震蕩的幅度小,則採用了5位精度很高的溫度控制器。使用獨立的高精度的有效值變壓器,保證了即使在恆溫控制時電信號能夠不失真，系統具有較高的穩態。

2.1.1.3加球控制在目前的生產中,坩堝拉絲工藝的間斷式加球控制是在正常生產中影響溫度最主要的因素之一。而周期式加球控制就會打破系統中溫度的平衡狀態,導致系統內的溫度平衡被一次次打破而又一次次被重新調節,使得系統內的溫度波動幅度較大,溫度精度很難控制。關於怎樣解決和改善間斷加球所出現的問題,成為連續加球是改善和提高系統穩定性的另一個重要的一面。因為如果池窯液體控制這種方式花費較多，在日常的生產生活中得不到推廣，所以人們經過努力創新，提出了一種新的方法，在探針測液面的前提下,將加球方式改為連續非勻速加球。,就可以克服原系統的弊端。在拉絲時，為了降低爐內的氣溫波動，改變探針和液面的接觸狀態來調節加球的速度。通過輸出計的報警保護,確保加球的過程安全可靠。準確合適的高低速調節能夠確保液體保持很小的波動。通過這些改造,保證了這個系統在恆壓、恆流的控制方式之下也能夠使得高支紗支數波動在很小的範圍之內。

漏板控制原理圖

加球控制原理圖

2.2池窯拉絲工藝池窯拉絲工藝的主要原料就是葉臘石，在窯爐中把葉臘石和其他配料加熱直到熔融狀態是把葉臘石和其它原料放在窯爐中加熱熔製成玻璃溶液,然後拉製成絲。用這種工藝來生產的玻璃纖維已經約佔全球總產量的90%以上。

2.2.1池窯拉絲工藝流程池窯拉絲的藝流程是大塊狀原料進入工廠,然後經破碎、粉碎、篩分等一系列流程變為合格的原料,然後輸送至大料倉,在大料倉稱重並且將配料混合均勻，在輸送到窯頭料倉,後經螺旋投料機使配合料投進入單元熔窯中來熔化製成玻璃液。熔融完成的玻璃液後經單元熔窯的熔化流出後立即進入主通路(也稱澄清均化或調節通路)來進行進一步的澄清均化,然後經過渡通路(也稱分配通路)和作業通路(也稱成型通路),流至槽內,經過多排多孔的鉑金漏板來流出,成為纖維。最後經冷卻器來冷卻、單絲塗油器去塗覆，然後再經旋轉拉絲機拉制，製成無捻粗紗紗筒。

2.3工藝流程圖

2，4工藝流程設備

2.4.1合格粉料製備大塊狀原料進入工廠都先需經破碎、粉碎、篩分成合格的粉料。主要設備:破碎機、機械振動篩。

2.4.2配合料製備配合料的生產線由氣力輸送上料系統、電子稱量系統和氣力混合輸送系統三大部分組成。主要設備:氣力輸送上料系統和配合料稱重及混合輸送系統。

2.4.3玻璃熔制所謂玻璃的融制過程就是選擇合適配料經過高溫加熱製成玻璃液的過程，但是這裡所說的玻璃液一定要均勻，穩定。在生產中，玻璃的融制是十分重要的，它對成品的產量、質量、成本、成品率、燃料耗量、窯爐壽命等都有十分密切的關係。主要設備:窯爐以及窯爐設備、電加熱系統、燃燒系統、窯爐冷卻風機、壓力傳感器等。

2.4.4纖維成型纖維成型即將玻璃液製成玻璃纖維原絲的過程玻璃液進過多孔漏板流出，流出的液體在經過拉製成型即得纖維。主要設備:纖維成型室、玻璃纖維拉絲機、烘乾爐、漏板、原絲筒自動搬運裝置、絡紗機、包裝系統等。

2.4.5浸潤劑配製浸潤劑以環氧乳液、聚氨酯乳液、潤滑劑及抗靜電劑和各種偶聯劑為原料並加水配製而成。配製過程需用夾套蒸汽加熱,配製用水普遍認可的是採用去離子水。配製完成的浸潤劑經過層層工序進入循環罐,。循環罐主要作用是循環，它可以使得浸潤劑回收再利用，節約材料，保護環境。主要設備:浸潤劑配置系統。

2.5玻璃纖維安全防護密閉塵源:主要是生產機械的密閉主要,包括整體密閉和局部的密閉。

除塵通風:首先必須選擇一個敞開的空間，然後在這個地方安裝排風除塵設備，將粉塵排出。

溼式作業:所謂溼事作業就是迫使粉塵處在一個溼潤個當然環境中，可以提前將材料潤溼，或者在作業空間灑水。這些方法都有利於減少粉塵。

個體防護:外界環境的除塵很重要，但是自身的保護也是不能忽略。在作業時，要按照要求穿戴防護服和防塵面具，一旦粉塵與皮膚接觸，要立即用水衝洗，如果粉塵進到眼睛裡，要進行應急處理，隨後馬上到醫院就醫。,並且注意切勿吸入粉塵。

第三章 玻璃纖維的應用

3.1主要用途

3.1.1無捻粗紗人們日常生活中所接觸到的無捻粗紗構造簡單，是由相互平行的單絲聚集成束而成。無捻粗紗可以分成無鹼和中鹼兩種，這主要是根據玻璃成分的不同來區分的。為了生產合格的玻璃粗紗，所用的玻纖直徑要在12~23μm之間。由於它的特性，它可以直接用在一些複合材料的成型中，像是在纏繞和拉擠工藝中都有廣泛的應用。並且也可以織成無捻粗紗織物，這主要是由於它的張力十分均勻。另外，將無捻粗紗進行短切之後應用的領域也是十分廣泛。

3.1.1.1噴射用無捻粗紗無捻粗紗在玻璃鋼噴射成型工藝中，必須具備以下幾點性能：

1、在生產中由於需要連續切割，所以必須保證在切割時產生的靜電少，這就要求具有良好的切割性。

2、切割過後，儘可能保證多產生原絲，所以保證成絲效率要高。無捻粗紗切割後分散成原絲的效率較高。

3、短切過後，因要保證原絲可以全部覆蓋在模具上，所以原絲一定要有很好的覆膜性。

4、因要求容易被輥平以碾出氣泡，要求樹脂特迅速的浸透。

5、由於各種噴槍型號不同，為了適合不同噴槍，保證原絲粗細適中。

3.1.1.2SMC用無捻粗紗SMC也叫作片狀模塑料,在生活中的應用處處可見，像是我們熟知的汽車配件、浴缸還有各種座椅中都用上了SMC無捻粗紗。在生產中，對於SMC用無捻粗紗的要求有很多，一定要保證短切性良好，良好的抗靜電性，毛絲較少這樣才能保證製得的SMC片材合格。對於著色的SMC來說，對,無捻粗紗的要求要不一樣了，它必要要保證在顏料含量的樹脂中容易浸透。通常人們常見的SMC無捻粗紗為2400tex,同時也有少數情況是4800tex。

3.1.1.3纏繞用無捻粗紗為了製得不同粗細的玻璃鋼管、貯罐纏繞法應運而生。對於纏繞用無捻粗紗，必須具備以下幾個特點。

1、它必須易於成帶，通常要保證呈扁帶狀。

2、由於一般無捻粗紗從紗筒退下時容易發生脫圈的現象，所以一定要保證它的退解性較為優良，所成的絲不能像鳥巢一樣雜亂無章。

3、張力不能忽大忽小，並且不能發生懸垂現象。

4、對無捻粗紗的線密度要求就是要求統一，小於規定值。

5、為了保證通過樹脂槽時容易被浸潤，所以要求無捻粗紗的浸透性要好。

3.1.1.4拉擠用無捻粗紗在製造斷面一致的各種型材時，拉擠工藝被廣泛應用。拉擠用無捻粗紗一定要保證它的玻纖含量和單向強度都處在一個較高的水平。生產中所應用的拉擠用無捻粗紗是多股原絲併合而成，有的也可能是是直接的無捻粗紗，這兩者都是可以的。它的其它性能方面的要求與纏繞無捻粗紗相似。

3.1.1.5織造用無捻粗紗在日常生活中，我們見到的厚度不同的方格布或者同一方向的無捻粗紗織物這都是無捻粗紗另一個重要的用途的體現，就是用來織造。所用的無捻粗紗也叫織造用無捻粗紗。這些織物大多在手糊玻璃鋼成型中有著重體現。對於織造用無捻粗紗來說，必須滿足以下幾點要求：

1、比較耐磨。

2、易於成帶性。

3、因為主要是用來織造，所以在織造之前一定要有烘乾這個步驟。

4、在張力方面主要保證不能忽大忽小，要保持均勻。並且在懸垂方面滿足一定的條件。

5、退解性要好。

6、在通過樹脂槽時保證容易被樹脂浸潤，所以浸透性一定要好。

3.1.1.6預型體用無捻粗紗所謂預型體工藝，通俗來說就是預先成型，在經過合適步驟得到製品。在生產中，我們首先將無捻粗紗短切，將短切後的無捻粗紗噴附在網狀物上，這裡的網狀物一定要是應經預定形狀的網上。然後噴樹脂，定型。最後將定型後製品放入模具中，注入樹脂後熱壓，即可得到製品。對預型體無捻粗紗的性能要求跟對噴射用無捻粗紗的要求類似。

3.1.2玻璃纖維無捻粗紗織物無捻粗紗織物有很多，方格布是其中一種。在手糊玻璃鋼工藝中，方格布作為最重要的基材而被人們廣泛應用。如果想要增強方格布的強度，那麼就要改變織物的經緯方向，可以變為單向的方格布。為了保證方格布的質量，所以，必須保證以下幾個特點。

1、對於織物來說，要求整體平整，無凸起，邊邊角角保持平直，並且不能有絲毫髒痕。

2、織物的長寬，質量，重量、密度等必須符合一定的標準。

3、玻璃纖維絲必須卷整齊。

4、要能夠迅速的被樹脂浸潤。

5、織物織成各種產品幹、溼度要達到一定的要求。

玻璃纖維方格布

3.1.3玻璃纖維氈

3.1.3.1短切原絲氈首先將玻璃原絲切碎，然後灑在事先準備好的網帶上。再在上面撒上粘結劑，加熱融化，然後冷卻固化，所形成的就是短切原絲氈。在手糊工藝和織造SMC膜片中應用了短切纖維氈。為了使得短切原絲氈達到最好的使用效果，在生產中，對短切原絲氈的要求如下。

1、短切原絲氈整體平整均勻。

2、短切原絲氈孔眼細小且大小一致

3、符合一定的標準。

4、能夠迅速的被樹脂浸透。

3.1.3.2連續原絲氈將玻璃原絲按照一定的要求平鋪在網帶上，一般人們規定呈8字平放。再在上面撒上粉末粘合劑，加熱固化。連續原絲氈在對複合材料增強的效果方面遠遠勝於短切氈，這主要是因為連續原絲氈中的玻璃纖維是連續的。由於它的增強效果較好，使得在多種工藝中都得到應用。

3.1.3.3表面氈表面氈的應用在日常生活中也是較為常見，例如玻璃鋼製品的樹脂層，它就是中鹼玻璃表面氈。拿玻璃鋼來說，由於它的表面氈是由中鹼玻璃製成的，所以使得玻璃鋼化學性比較穩定。同時還因為表面氈十分輕薄，能夠吸收更多樹脂，不但能起到保護的作用還能起到美觀的作用。

3.1.3.4針刺氈針刺氈主要分為兩大類，第一類是短切纖維針刺。製作過程比較簡單，先將玻璃纖維短切，大小為5釐米左右，隨機灑在基地材料上，再將底材放在傳送帶上，再拿一根鉤針刺穿底材，由於鉤針的作用，使得纖維刺進底材中然後又被挑起，形成立體結構。所選的底材也有一定的要求，必須具有絨毛感。針刺氈製品基於它的性質在隔音和隔熱材料中應用的比較多。當然，也可以用作玻璃鋼當中，但是由於所得的製品強度不高，容易發生斷裂，所以沒有得到推廣。另一類叫做連續原絲針刺氈,，製作過程也是相當簡單的，首先用拋絲裝置將原絲隨機拋在事先準備好的網帶上，同樣，取一根鉤針進行針刺，形成立體纖維結構。在玻璃纖維增強熱塑料中，連續原絲針刺氈得到很好的應用。

3.1.3.5縫合氈經過短切的玻璃纖維在一定的長度範圍內，經過縫編機的縫合作用，可以變成兩種不同的形態。第一種是變為短切纖維氈，它能有效的替代了經過粘合劑粘合的短切纖維氈。第二種是長纖維氈，它則代替了連續原絲氈。這兩種不同的形態卻有一個共同的優點，他們在生產過程中沒有用到粘合劑，避免汙染和浪費，滿足了人們對節約資源保護環境的追求。

3.1.4磨碎纖維磨碎纖維的製作過程是非常簡單的，取一臺錘磨機或球磨機將短切的纖維放入，磨碎即可磨碎纖維在生產中也有很多應用。在反應注射工藝中，磨碎纖維就作為一種增強材料，性能明顯優於其它纖維。製造澆鑄製品和模具製品時為了保證避免產生裂紋，改善收縮率可以採用磨碎纖維作為填充料。

3.1.5玻璃纖維織物3.1.5.1玻璃布屬於玻璃纖維織物的一種，不同的地方所生產的玻璃布標準不同，在我國玻璃布領域中，主要分為無鹼玻璃布和中鹼玻璃布兩種。玻璃布的應用可以說是十分廣泛的，車輛的車體，船體，常見貯罐等都能見到無鹼玻璃布的身影。對於中鹼玻璃布來說，它的耐腐蝕性較好，所以被廣泛用於包裝和耐腐製品的生產。判斷玻璃纖維的織物的特性，主要要從四個方面入手，纖維本身的性能、玻纖紗線的結構、經緯方向和織物花樣。經緯方向，疏密取決於紗的不同結構和和織物花樣。織物物理性質則取決於經緯疏密和玻纖紗線的結構。

3.1.5.2玻璃帶玻璃帶主要分為兩大類，第一類是有織邊帶，第二類是無織邊帶,按照平紋的花樣織成。對於那些對介電性能要求很高的電氣零件可以用玻璃帶製成。高強度的電氣設備零件。

3.1.5.3單向織物日常生活中的單向織物由兩種不同粗細的紗線織成，所得的織物在主向上強度很高。

3.1.5.4立體織物立體織物不同於平面織物的結構，它是三維的立體的，所以它的效果比一般平面的纖維更好。立體纖維增強複合材料具有以其他纖維為增強體的複合材料所沒有優越性。因為纖維是立體的，整體效果較好，抗損傷能力變強。隨著科技的發展，航天，汽車，船舶對它需求的日益加深，使得這種技術越來越成熟，現如今，它甚至在運動和醫療器材領域佔據一席之地。立體織物種類主要分為五大類，形狀也有多種。可見，立體織物的發展空間是巨大的。

3.1.5.5異形織物異形織物用來增強複合材料，它的形狀主要取決於要增強物體的形狀，而且，為了保證合格規範，必須要在專用的機器上織造。在生產中，我們可以製成對稱或者不對稱的形狀，局限性低，前景較好。

3.1.5.6槽芯織物槽芯織物的製成也是較為簡單的，選擇兩層平行放置織物，然後用縱向的豎條將它們連接起來，並且保證它們的橫截面積為規整的三角形或者矩形。

3.1.5.7玻璃纖維縫編織物是非常特別的織物，人們也叫它針織氈和編織氈,，但是它卻不是通常意義上我們所了解的織物和氈。值得一提有一種縫編織物，他不是經紗和緯紗編制在一起，反而是由經紗和緯紗交替重疊在一起的。

3.1.5.8玻璃纖維絕緣套管制作工藝較為簡單首先選用一些玻璃纖維紗，然後再把他們編織成為管狀，然後，根據所需要的不同絕緣等級要求，塗上樹脂就製成了所要的製品。

3.1.6玻璃纖維組合隨著科技展的日新月異，玻璃纖維技術也取得重大進展，從1970年到現在出現了各種不同的玻璃纖維製品。大體有以下幾種：

1、短切原絲氈+無捻粗紗布+短切原絲氈

2、無捻粗紗織物+短切原絲氈

3、短切原絲氈+連續原絲氈+短切原絲氈

4、隨機無捻粗紗+短切原比氈

5、單向碳纖維+短切原絲氈或布

6、表面氈+短切原絲

7、玻璃布+玻璃細棒或單向無捻粗紗+玻璃布

3.17玻璃纖維無紡布這個技術最早不是我國首先發現的，最早這個技術產生於歐洲，後來由於人類的遷徙，這個技術被帶到美國，韓國等國家。為了促進玻璃纖維產業的發展，我國建立了幾個比較大型的工廠，重資投入建立了幾條水平較高的生產線。。在我國,玻璃纖維溼法氈大多分為以下幾類:

(1)屋面氈，對於改進瀝青卷材和彩色瀝青瓦的性質，使他們具有更加優異性質產生關鍵作用。

(2)管道氈：就像名字一樣這種製品主要應用在管道上，由於玻璃纖維耐腐蝕，故而能夠很好的保護管道不被腐蝕。

(3)表面氈主要應用在玻璃鋼製品的表面，起到保護的作用。

(4)貼面氈由於他能夠有效的防止塗料開裂，所以大多用於牆面和天花板，它可以使牆面更加平整，多年不用修整。

(5)地板氈主要是PVC地板中作為基材使用

(6)地毯氈；在地毯中作為基材。

(7)覆銅板氈貼附於覆銅板可增強其衝、鑽性能。

3.2玻璃纖維的具體應用

3.2.1玻璃纖維混凝土的加強原理玻璃纖維加強混凝土的原理跟玻璃纖維增強複合材料的原理很相似。首先,把玻璃纖維加入到混凝土中,玻璃纖維就會承擔著材料內部的應力,故而達到延緩或阻止微裂紋的擴大。在混凝土裂縫形成過程中,擔當骨料的材料會阻止裂紋的產生,如果骨料效果足夠好,那麼就會使得裂紋無法擴展從而貫穿。而混凝土當中的玻璃纖維所扮演的角色就是骨料,它能夠有效的阻止裂紋的產生和擴展。當裂紋蔓延到玻璃纖維附近時,玻璃纖維就會阻擋裂紋的前進,從而迫使裂紋繞道而行,相應的就會增加裂紋的擴張面積,故也增加了破壞所需要的能量。

3.2.2玻璃纖維混凝土的破壞機理在玻璃纖維增強混凝土發生斷裂之前它所承受的拉力主要是由混凝土和玻璃纖維共同負擔,在開裂過程中,應力就會從混凝土傳到接近的玻璃纖維上,假使拉力繼續變大,玻璃纖維就會遭到破壞,破壞方式主要是剪切破壞、拉力破壞、拉斷破壞。

3.2.2.1剪切破壞玻璃纖維增強混凝土所承擔的剪切應力是玻璃纖維和混凝土共同承擔的,剪切應力會通過混凝土接傳遞到玻璃纖維,這樣玻璃纖維組織就會遭到破壞。但是玻璃纖維有它自身的優點，它長度較長,抗剪切面積較小,所以玻璃纖維對抗剪能力的改善較弱。

3.2.2.2拉力破壞當玻璃纖維所承受的拉力大於一定程度時,玻璃纖維就會發生斷裂。而如果混凝土發生開裂,玻璃纖維就會因受拉變形而變的過長,它的側向體積就會收縮,拉力破會更迅速。

3.2.2.3拉斷破壞一旦混凝土發生斷裂,玻璃纖維承受的拉力就會大大增強，拉力大於玻璃纖維於混凝土之間的力，這樣玻璃纖維就遭到破壞，從而被拉斷。

3.2.3玻璃纖維混凝土的抗彎特性增強後的混凝土承擔在負載時,從力學上來分析，它的應力-應變曲線就會分為三個不同的階段,如圖所示。第一階段:先發生彈性變形直到發生初裂,這個階段的主要特點是變形呈線性增長,直到 A 點,這點表示玻璃纖維增強混凝土的初裂強度。第二階段:混凝土一旦發生開裂,它所承擔的負載就會傳到鄰近的纖維承擔,承受能力根據玻璃纖維本身和與混凝土的粘結力決定。B 點是玻璃纖維增強混凝土的的極限抗彎強度。第三階段:達到極限強度,玻璃纖維發生斷裂或者被拉脫,餘下的纖維仍舊可以承受一部分載荷,保證不會發生脆斷。

玻璃纖維混凝土應力—應變圖

第四章 玻璃纖維的發展現狀及發展前景

4.1國際市場玻璃纖維因其優越的性能,可以作為金屬的替代材料,隨著經濟與科技的迅速發展,玻璃纖維在交通、建築、電子、冶金、化工、國防、環境保護領域中佔據重要位置。對於全球來說,玻璃纖維生產與消耗主要集中在歐洲,美國,日本等發達國家。另外,歐洲也是全球玻璃纖維消耗最大的地區,所需玻璃纖維佔全球總產量的35%。到2008年,全球玻璃纖維產業擴產計劃更加小心謹慎,從世界範圍來看,玻璃纖維生產的能力呈緩慢增長的趨勢。到2010年,全球玻璃纖維總產接近500萬噸,預計今後將會快速增長。

4.2國內市場由於對技術認真改革,我國玻璃纖維產品質量已經處於上遊水平,深加工產品也是逐年增加,在我國玻璃纖維領域中,企業的純利率在25-35%之間,較國外10%的利率高出許多。從全球範圍來說,玻璃纖維行業在很長時間來一直處於壟斷局面,我國作為玻璃纖維領域的新生力量,經過無數科學家的辛勤努力,每年都以20%以上的產能提速,科學預計,我國今年將會佔有全球60%以上的份額,一躍成為國際玻纖市場上的領導者。

我國玻纖行業近些年的迅猛發展,動力主要來自兩大方面:國內和國外市場的拉動。國際市場的逐年增大,使得總需求呈上漲的趨勢,也使得國外一些企業由於產能低下,給國內企業在國際市場上騰出了空間;而相對國內市場的增長,則有益於下遊企業的快速發展。我國玻纖領域經過半個世紀多的發展,已經形成較為可觀的規模。與國際上大的玻纖領域相比,我國的玻璃纖維產品規格少,使用範圍有限。但這恰恰正是從另一角度說明,我國的玻纖產業每天都在進步，有很大的上升空間。

我國的玻纖產業起步不如發達國家那樣早，但是經過二十年的努力，我國的玻纖產業取得了引人注目的發展。我國產品的增長速度極快，相比於其它的發達國家，就增長速度來說，我國也是名列前茅。在80年代中期，我國的玻纖產量甚至不到10萬噸，約佔世界玻纖總產量的5%，但是，1990年之後，玻纖工業發展迅速,當2001-2003年世界玻纖業陷入瓶頸的時候,不同於其它國家，我國受到的影響極小，並且產量仍舊在增加。在2003年的時候，我國玻纖的年產已經達到47萬噸，達到世界玻纖總產量的20%，並且完美完成了"十五"規劃的指標在我國，玻纖行業一直保持著進口和出口齊頭並進，尤其近幾年，我國玻纖行業的迅猛發展，這使得進出口量也直線增長。

到2003年，我國玻纖的出口量已經超過總產量的一半，這表面，我國的玻纖行業已經與世界接軌，融入世界，並且在國際市場上的優勢也在變大。由於，我國玻纖發展較為迅速，使得對國外的新技術，新產品的需求在增大，這就形成了一種良性循環。到2004年，我國實現了出口大於進口這一多年夢想。

到2006年，我國玻纖年產116萬噸，增長了22%，並且產品銷售率超過99%。玻纖企業的資本超過237億元，增長了30%多。雖然原材料價格上漲，但是由於改善技術，利潤也在上漲。整個玻纖行業利潤將近26億元，增長了將近40%。在出口方面，創匯近12億美元，出口總量達到79萬噸，增長了39%。2007年，我國玻纖行業總產值大到372億，比上年增長38%。總利潤達到35億元比上年增長了51%。

2008年，由於全球金融危機，我國也受到波及，玻纖出口變得嚴峻，由於國際整體經濟不景氣，供需嚴重失衡的條件下，我國大力發展玻纖行業的下遊產品，將我國玻纖產業的損失降到最低。

到2011年年末，我國玻璃纖維紗的產量達到372萬噸，增長了17%，從全國不同的省市的產量來看山東省的玻璃纖維產量增長最多，年產達到125萬噸，比去年增長了19%，佔全國玻璃纖維總產量的34%。排在第二名的是浙江省，它的產量佔總產量的20%。隨著玻璃纖維行業增長速度越來越快，行業內部競爭越來越激烈，所以許多優秀的企業開始注重對市場的研究，力求所生產的產品滿足客戶的一切需求。

在大的範圍來看，由於全球一體化的來臨，中東。亞太地區經濟的發展，對玻纖的需求仍在增加。並且隨著技術使得不斷發展，人們又將在風電領域使用玻璃纖維，所以說玻璃纖維行業的前景也是十分光明的。

參考資料：

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玻璃纖維的應用及發展

導讀

玻璃纖維具有優異的性能並在多領域得到廣泛應用，是一種可代替金屬的無機非金屬材料。因其良好的發展前景，各大玻璃纖維企業都著力於玻璃纖維的高性能化、工藝優化研究。

01玻璃纖維的概念

1.1玻璃纖維的定義

玻璃纖維是一種可代替金屬且性能優異的無機非金屬材料，其製備是通過外力的作用把熔融狀態的玻璃拉絲成纖維狀，具有高強度、高模量和低延伸率的特點，優良的耐熱性和壓縮性，熱膨脹係數大、高熔點，其軟化溫度可達550~750℃，化學穩定性好，不易燃燒，具備一定的耐腐蝕性等優良特性，在很多領域已廣泛應用[1]。

1.2玻璃纖維的特性

玻璃纖維的熔點為680℃，沸點為1000℃，密度為2.4～2.7g/cm3。抗拉強度在標準狀態下是6.3～6.9g/d，溼潤狀態5.4～5.8g/d。玻璃纖維的耐熱性好，同時是絕緣性良好的高級絕緣材料，適用於生產絕熱防火材料。

1.3玻璃纖維的成分

生產玻璃纖維用的玻璃與其它玻璃製品的玻璃不同[2]。生產玻璃纖維用的玻璃所含成分如下:

（1）E-玻璃，又稱無鹼玻璃，屬硼矽酸鹽玻璃。在目前生產玻璃纖維用的材料中，無鹼玻璃的應用最多。無鹼玻璃具有良好的絕緣性和機械性能，主要用來生產絕緣玻璃纖維和高強度玻璃纖維，但是無鹼玻璃不耐無機酸腐蝕，所以不適合在酸性環境中使用。

(2)C-玻璃，又稱中鹼玻璃。與無鹼玻璃相比，有較好的耐化學性，電氣、機械性能差。在中鹼玻璃中添加三氯化二硼可生產玻璃纖維表面氈，具有耐腐蝕的特性。不含硼的中鹼玻璃纖維主要用於生產過濾織物與包紮織物。

(3)高強玻璃纖維，顧名思義，高強玻璃纖維具有高強度高模量的特性。其纖維抗拉強度為2800MPa，高於無鹼玻纖抗拉強度25%左右，彈性模量為86000MPa，高於E-玻璃纖維［3］。高強玻璃纖維的產量不高，加上其高強度高模量的特性，所以一般用於軍工、航空航天及運動器械等領域，其他領域應用並不廣泛。

(4)AＲ玻璃纖維，又稱耐鹼玻璃纖維，是一種無機纖維。耐鹼玻璃纖維耐鹼性好，可抗高鹼物質的腐蝕。具有極高的彈性模量以及抗衝擊、抗拉、抗彎強度，同時還具有不燃、抗凍、耐溫溼變化能力強，抗裂、抗滲性能好，可塑性強，易成型的特性，是玻璃纖維增強混凝土的肋筋材料。

02玻璃纖維的製備

玻璃纖維的製造過程一般是先將原料進行熔融，之後進行纖化處理，如果要製成玻璃纖維球或者纖維棒的形狀，則不能直接進行纖化處理。玻璃纖維的纖化工藝有三種[4]：

拉絲法：主要方法為長絲噴嘴拉絲法，其次為玻璃棒拉絲法和熔體滴拉絲法；

離心法：轉鼓離心法、階梯離心法和水平瓷盤離心法；

吹噴法：吹噴法和噴嘴吹噴法。

以上幾種工藝也可以聯合使用，如拉絲—吹噴法等。後加工在經過纖化之後進行。紡織玻璃纖維的後加工分為以下兩大步驟[4]：

(1)在生產玻璃纖維過程中，卷繞前合併在一起的玻璃長絲要進行上漿處理，在收集與孔眼轉鼓前要用潤滑劑對短纖維進行噴灑。

(2)進一步加工，根據玻璃短纖維和玻璃短纖維粗紗的情況不同，有如下步驟：

①玻璃短纖維加工步驟：

②玻璃短纖維粗紗加工步驟：

03玻璃纖維的應用

3.1玻璃纖維在電工絕緣領域的應用

電工絕緣材料根據JB/T2197-1996電氣絕緣材料產品分類可分為8大類，而與玻璃纖維相關的就有6類，這也就足以說明玻璃纖維在這一領域中的應用之廣，這6類材料包括[5]：

(1)絕緣浸漬製品：由玻璃纖維布、套管、無紡綁紮帶等經浸漬或塗覆絕緣漆製成，用於電機、電器的包紮絕緣、相間絕緣、絕緣保護和襯墊等等。

(2)玻璃纖維增強塑料層壓製品：是以無鹼玻璃纖維為增強材料，酚醛、環氧樹脂等熱固性樹脂為基材而製成的材料，用於電機變壓器、電工儀表、電子設備等，其中印製電路板用的覆銅箔層壓板就是其中的一種。

(3)玻璃纖維模塑料：如BMC(散狀模塑料)、DMC(團狀模塑料)、CMC(片狀模塑料)等,在高壓開關中用作絕緣隔板、提升杆等，在空氣開關和家用電器的外殼以及各種阻燃支撐絕緣件中都有用到。

(4)雲母製品：雲母帶、雲母板、雲母箔等用作電機或高壓電機的絕緣器件。

(5)絕緣粘帶和複合製品：用於絕緣綁紮。

(6)電磁線：用於繞線電機、電器、電工儀表的繞組和線圈以及大型電機、汽輪發電機的繞組材料。

3.2玻璃纖維在環境領域的應用

生態環境是人類生存和發展所必須的生態因素，我國政府明確指出保護環境是我國長期堅持的基本。玻璃纖維因其優良的各項性能在大氣、水、生物、土壤等環境領域均有著較為廣闊的應用。

玻璃纖維過濾材料在改善廢氣成分、降低粉塵排放量等方面做出了相當大的貢獻。美國HollingSworth&Vose公司開發的低硼玻璃纖維過濾材料可以解決懸浮分子汙染帶來的問題。一種用高矽氧玻璃纖維製成的過濾布能用於800℃以上的高溫氣體中濾除固體粉塵，可直接用於工業窯爐廢氣的消煙除塵而無需先對廢氣冷卻，從而降低了廢氣處理的費用。此外，一種玻璃纖維空氣過濾紙，是由玻璃纖維和脫臭劑沸石組成，用於空氣調節系統中可以除去空氣中的異味，如菸草煙臭味，從而達到淨化空氣的目的。

玻璃纖維在水環境和土壤環境中亦有很好的應用。美國伊利諾斯大學研製的由酚醛塗層玻璃纖維織成的耐磨織物可以有效而方便地代替常用的活化碳粒子來吸收環境汙染物。OC公司在比利時的Battice工廠採用Advantex玻璃纖維技術實現了廢水處理和回收的技術升級，使耗水量減少了50%以上，廢水中汙染物含量減少約80%。

玻璃纖維與有機纖維材料結合加工成土工材料可用於防水土流失，德國一家公司研製出一種把玻璃纖維和合成纖維用作土壤加固材料的方法，可提高土壤的強度。另外經過玻璃纖維和合成纖維加固的土壤，可以用於製作固體廢棄物的填埋坑。

3.3玻璃纖維在生物醫學領域的應用

由於玻璃纖維的優良性能使玻璃纖維織物具有強度高、不吸溼、尺寸穩定等特點，因而可在生物醫學領域用作矯形和修復材料、牙科材料、醫用器材等。與傳統的棉布石膏繃帶相比，玻璃纖維織物與各種樹脂製作的矯形繃帶克服了以往石膏繃帶強度低、吸溼、尺寸不穩定等缺點。英國H.D.Michael等人發明的由水溶性磷酸鹽玻璃纖維和一種生物降解性聚合物構成的複合材料可用於病人體內損傷組織的修復[6]。

日本北海道大學、千葉工學院研究的一種由生物相溶性玻璃CPSA生產的玻璃纖維塑性非常好,將其加工成球狀和束狀兩種幾何形狀不同的結構,與成骨蛋白(BMP)結合併植入動物體內,以此可研究成骨誘導因素制定骨組織工程戰略。通過研究人員的多次實體試驗，證實CPSA(CaO-P2O5-SiO2-Al2O3)複合材料具有理想的生物相容性，而且CPSA玻璃纖維在牙科中已投入臨床應用。

實踐證明，玻纖膜濾器對白細胞有著很強的吸附能力和捕獲能力,具有很高的白細胞去除率，而且作業穩定性極好。另外，玻璃纖維用作呼吸器的濾毒器已有多年歷史，這種濾材對空氣的阻力很小，細菌過濾效率很高。

3.4玻璃纖維在建築材料領域的應用

眾所周知，以水泥為基體的建築材料突出的特點是抗壓強度高而抗彎、抗拉強度和抗衝擊強度低，隨著人們對玻璃纖維的深入研究開發,耐鹼玻璃纖維的問世便產生了一種新型的克服了水泥基體缺陷的玻璃纖維增強水泥材料，這種材料不僅可以提高水泥基的抗彎、抗拉強度，還可以提高其抗衝擊強度。

玻璃鋼是以熱固性或熱塑性樹脂為膠結料，以玻璃纖維紗或玻璃布為填充料的一種複合材料。其綜合發揮了這兩種材料的優點,具備輕質高強的主要特點，耐熱性、耐腐蝕性及電絕緣性都良好。玻璃鋼在建築領域的應用有採光、衛生、裝飾裝修、給排水、採暖通風、圍護土木、電氣、工裝器具等。

玻纖胎是玻璃纖維在建築領域應用的又一種材料，是通過短切玻璃纖維溼法成型，然後浸漬高分子粘結劑，經高溫乾燥固化而成的玻璃纖維製品，具有良好的防水性能及耐老化耐黴變性能，尺寸穩定且具有良好的加工性能。同時，在施工時可採用熱溶或冷粘法，因此全年施工都不會受氣候的影響。

3.5玻璃纖維在航空航天領域的應用

航空航天領域薈萃了當今世界上最先進的科技成果，也是新材料科學技術水平的集中展示。隨著我國在該領域的大力發展，高性能玻璃纖維複合材料已成為航空航天工業中不可或缺的一種材料，與鋁合金、鋼和鈦合金3大金屬材料共同成為支撐航空航天事業發展的基石。

在航空上，無論是民用客機還是軍用飛機都使用了玻纖複合材料。如在內外側副翼、方向舵和擾流板等處都有用到。纖維增強塑料有效地減輕了飛機質量，提高了商用載荷，節約了能源。客艙內的頂板、行李箱、各類儀錶盤、機身空調艙、蓋板等都用到了纖維增強工程塑料，達到了質輕美觀耐用的效果。

在航天領域,高性能玻纖複合材料作為主承力結構材料在運載火箭和太空飛行器上的應用越來越普遍。利用纖維纏繞工藝製造的纖維/環氧複合材料固體發動機殼是近代複合材料發展史上的一個裡程碑，它具有耐腐蝕、耐高溫、耐輻射、阻燃、抗老化的性能。太空飛行器上的防熱材料大量採用了纖維、高矽氧增強酚醛樹脂。

另外科研人員對玻璃纖維表面進行了化學等處理，有效地改善了玻璃纖維的脆性，從而製得了一種超細玻璃纖維織物，比開司米軟7倍，比的確涼布軟14倍，成功的用於太空衣的製作。總之，玻璃纖維這種材料從我國神舟2號開始直到神舟7號載人飛行均獲得了成功應用。

小結：

近年來，隨著國內玻璃纖維的迅速發展，我國逐步成為了世界上最大的玻璃纖維生產國，對玻璃的需求量也在逐年增加。國內玻璃纖維行業的產能增長基礎是需求的增加，在滿足國內需求的同時進行外銷。

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玻璃纖維介紹

玻璃纖維（英文原名為：glass fiber或fiberglass ）是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝製造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米，相當於一根頭髮絲的 1/20-1/5 ，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作複合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經濟各個領域。

一、化學性質

熔點：680 ℃

沸點：1000 ℃

密度：2.4-2.7g/cm³

分子結構：

二、主要成份

其主要成分為二氧化矽、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據玻璃中鹼含量的多少，可分為無鹼玻璃纖維（氧化鈉0%～2%，屬鋁硼矽酸鹽玻璃）、中鹼玻璃纖維（氧化鈉8%～12%,屬含硼或不含硼的鈉鈣矽酸鹽玻璃）和高鹼玻璃纖維（氧化鈉13%以上，屬鈉鈣矽酸鹽玻璃）。

三、主要特點

原料及其應用：玻璃纖維比有機纖維耐溫高，不燃，抗腐，隔熱、隔音性好，抗拉強度高，電絕緣性好。但性脆，耐磨性較差。用來製造增強塑料或增強橡膠，作為補強材玻璃纖維具有以下之特點，這些特點使玻璃纖維之使用遠較其他種類纖維來得廣泛，發展速度亦遙遙領先其特性列舉如下：

(1)拉伸強度高，伸長小(3%)。

(2)彈性係數高，剛性佳。

(3)彈性限度內伸長量大且拉伸強度高，故吸收衝擊能量大。

(4)為無機纖維，具不燃性，耐化學性佳。

(5)吸水性小。

(6)尺度安定性，耐熱性均佳。

(7)加工性佳，可作成股、束、氈、織布等不同形態之產品。

(8)透明可透過光線。

(9)與樹脂接著性良好之表面處理劑之開發完成。

(10)價格便宜。

(11)不易燃燒，高溫下可熔成玻璃狀小珠。

四、材料分類

玻璃纖維按形態和長度，可分為連續纖維、定長纖維和玻璃棉；按玻璃成分，可分為無鹼、耐化學、高鹼、中鹼、高強度、高彈性模量和耐鹼（抗鹼）玻璃纖維等。

生產玻璃纖維的主要原料是：石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白雲石、硼酸、純鹼、芒硝、螢石等。

生產方法大致分兩類：一類是將熔融玻璃直接製成纖維；一類是將熔融玻璃先製成直徑20mm的玻璃球或棒，再以多種方式加熱重熔後製成直徑為3～80μm的甚細纖維。通過鉑合金板以機械拉絲方法拉制的無限長的纖維，稱為連續玻璃纖維，通稱長纖維。通過輥筒或氣流製成的非連續纖維,稱為定長玻璃纖維，通稱短纖維。

玻璃纖維按組成、性質和用途，分為不同的級別。按標準級規定，E級玻璃纖維使用最普遍，廣泛用於電絕緣材料；S級為特殊纖維。

生產玻璃纖維用的玻璃不同於其它玻璃製品的玻璃。國際上已經商品化的纖維用的玻璃成分如下：

E-玻璃

亦稱無鹼玻璃，是一種硼矽酸鹽玻璃。目前是應用最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械性能，廣泛用於生產電絕緣用玻璃纖維，也大量用於生產玻璃鋼用玻璃纖維，它的缺點是易被無機酸侵蝕，故不適於用在酸性環境。

C-玻璃

亦稱中鹼玻璃，其特點是耐化學性特別是耐酸性優於無鹼玻璃，但電氣性能差，機械強度低於無鹼玻璃纖維10%～20%，通常國外的中鹼玻璃纖維含一定數量的三氧化二硼，而我國的中鹼玻璃纖維則完全不含硼。在國外，中鹼玻璃纖維只是用於生產耐腐蝕的玻璃纖維產品，如用於生產玻璃纖維表面氈等，也用於增強瀝青屋面材料，但在我國中鹼玻璃纖維佔據玻璃纖維產量的一大半（60%），廣泛用於玻璃鋼的增強以及過濾織物，包紮織物等的生產，因為其價格低於無鹼玻璃纖維而有較強的競爭力。

高強玻璃纖維

其特點是高強度、高模量，它的單纖維抗拉強度為2800MPa，比無鹼玻纖抗拉強度高25%左右，彈性模量86000MPa，比E-玻璃纖維的強度高。用它們生產的玻璃鋼製品多用於軍工、空間、防彈盔甲及運動器械。但是由於價格昂貴，如今在民用方面還不能得到推廣，全世界產量也就幾千噸左右。

AR玻璃纖維

亦稱耐鹼玻璃纖維，耐鹼玻璃纖維是玻璃纖維增強（水泥）混凝土（簡稱GRC）的肋筋材料，是100%無機纖維，在非承重的水泥構件中是鋼材和石棉的理想替代品。耐鹼玻璃纖維的特點是耐鹼性好，能有效抵抗水泥中高鹼物質的侵蝕，握裹力強，彈性模量、抗衝擊、抗拉、抗彎強度極高，不燃、抗凍、耐溫度、溼度變化能力強，抗裂、抗滲性能卓越，具有可設計性強，易成型等特點，耐鹼玻璃纖維是廣泛應用在高性能增強（水泥）混凝土中的一種新型的綠色環保型增強材料。

A玻璃

亦稱高鹼玻璃，是一種典型的鈉矽酸鹽玻璃，因耐水性很差，很少用於生產玻璃纖維。

E-CR玻璃

是一種改進的無硼無鹼玻璃，用於生產耐酸耐水性好的玻璃纖維，其耐水性比無鹼玻纖改善7～8倍，耐酸性比中鹼玻纖也優越不少，是專為地下管道、貯罐等開發的新品種。

D玻璃

亦稱低介電玻璃，用於生產介電強度好的低介電玻璃纖維。

除了以上的玻璃纖維成分以外，如今還出現一種新的無鹼玻璃纖維，它完全不含硼，從而減輕環境汙染，但其電絕緣性能及機械性能都與傳統的E玻璃相似。另外還有一種雙玻璃成分的玻璃纖維，已用在生產玻璃棉中，據稱在作玻璃鋼增強材料方面也有潛力。此外還有無氟玻璃纖維，是為環保要求而開發出來的改進型無鹼玻璃纖維。

識別高鹼玻璃纖維

檢驗的簡單方法是將纖維放在沸水裡而煮6—7h，如果是高鹼玻硝纖維，經過沸水煮後，經向和緯向的纖維全部變疏鬆了。

按照不同的標準，玻璃纖維的分類方法很多，一般從長度和直徑、組成和性能兩個角度來劃分。

五、生產工藝

玻璃纖維生產工藝有兩種：兩次成型-坩堝拉絲法，一次成型-池窯拉絲法。

坩堝拉絲法工藝繁多，先把玻璃原料高溫熔製成玻璃球，然後將玻璃球二次熔化，高速拉絲製成玻璃纖維原絲。這種工藝有能耗高、成型工藝不穩定、勞動生產率低等種種弊端，基本被大型玻纖生產廠家淘汰。

玻璃纖維工藝流程圖示

池窯拉絲法把葉臘石等原料在窯爐中熔製成玻璃溶液，排除氣泡後經通路運送至多孔漏板，高速拉製成玻纖原絲。窯爐可以通過多條通路連接上百個漏板同時生產。這種工藝工序簡單、節能降耗、成型穩定、高效高產，便於大規模全自動化生產，成為國際主流生產工藝，用該工藝生產的玻璃纖維約佔全球產量的90%以上。

六、測試標準

玻璃纖維的拉伸強度高，伸長小(3%)，測試方法標準有：GB/T14338-1993

合成短纖維：捲曲性試驗方法，GB/T 15232-1994

紡織玻璃纖氈：拉伸斷裂強力的測定，GB/7689.5

玻璃纖維拉伸斷裂強力和斷裂伸長的測定，GB T15232-1994

紡織玻璃纖維氈拉伸斷裂強力的測定，GB/T 7689.5-2001

單纖維強伸性能試驗要採用能測試玻璃纖維的高強高模纖維強力儀。

七、安全防護

1.不慎與眼睛接觸後，請立即用大量清水衝洗並徵求醫生意見。

2.穿戴適當的防護服。

3.切勿吸入粉塵。

4.避免與皮膚和眼睛接觸。

八、主要用途

1、無捻粗紗

無捻粗紗是由平行原絲或平行單絲集束而成的。無捻粗紗按玻璃成分可劃分為：無鹼玻璃無捻粗紗和中鹼玻璃無捻粗紗。生產玻璃粗紗所用玻纖直徑從12～23μm。無捻粗紗的號數從150號到9600號（tex）。無捻粗紗可直接用於某些複合材料工藝成型方法中，如纏繞、拉擠工藝，因其張力均勻，也可織成無捻粗紗織物，在某些用途中還將無捻粗紗進一步短切。

（1）噴射用無捻粗紗

適合於玻璃鋼噴射成型使用的無捻粗紗要具備如下性能：

①良好的切割性，在連續高速切割時產生的靜電少；

②無捻粗紗切割後分散成原絲的效率要高，也即分束率高，通常要求90%以上；

③短切後的原絲具有優良的覆模性，可覆蓋在模具的各個角落；

④樹脂浸透快，易於被輥子輥平並易於驅趕氣泡；

⑤原絲筒退解性能好，粗紗線密度均勻，適合於各種噴槍及纖維輸送系統。噴射用無捻粗紗都是由多股原絲絡制而成，每股原絲含200根玻纖單絲。

（2）SMC用無捻粗紗

SMC即片狀模塑料，主要用於壓制汽車部件、浴缸、水箱板、淨化槽、各種座椅等。SMC用無捻粗紗在製造SMC片材時要切成lin(25mm)的長度，分散在樹脂糊中，因此對SMC用無捻粗紗的要求是短切性好，毛絲少，抗靜電性優良，在切割時短切絲不會粘附在刀輥上。對著色的SMC而言，無捻粗紗要在高顏料含量的樹脂糊中被樹脂浸透。通常SMC無捻粗紗一般為2400tex，少數情況下也有用4800tex的。

（3）纏繞用無捻粗紗

纏繞法用於製造各種口徑的玻璃鋼管、貯罐等。纏繞用無捻粗紗的號數從1200號到9600號，纏繞大型管道及貯罐多傾向於直接無捻粗紗，如4800tex的直接無捻粗紗。

對纏繞用無捻粗紗的要求如下：

①成帶性好，呈扁帶狀；

②無捻粗紗退解性好，在從紗筒退解時不脫圈，不形成"鳥巢"狀亂絲；

③張力均勻，無懸垂現象；

④線密度均勻，一般須小於±7%；

⑤無捻粗紗浸透性好，從樹脂槽通過時易為樹脂潤溼及浸透。

（4）拉擠用無捻粗紗

拉擠用於製造斷面一致的各種型材，其特點是玻纖含量高，單向強度大。拉擠用無捻粗紗可以是多股原絲併合的也可以是直接的無捻粗紗，其線密度範圍為1100號到4400號。各種性能要求與纏繞無捻粗紗大體相同。

（5）織造用無捻粗紗

無捻粗紗的一個重要用途是織造各種厚度的方格布或單向無捻粗紗織物，它們大多用於手糊玻璃鋼成型工藝中。對強造用無捻粗紗有如下要求：

①良好的耐磨性；

②良好的成帶性；

③織造用無捻粗紗在織造前需經強制烘乾；

④無捻粗紗張力均勻，懸垂度應符合一定標準；

⑤無捻粗紗退解性好；

⑥無捻粗紗浸透性好。

（6）預型體用無捻粗紗

在預型體工藝中，無捻粗紗被短切並噴附在預定形狀的網上，同時噴少量樹脂使纖維網固定成形，然後將成形的纖維網片移入金屬模具中，注入樹脂熱壓成形，即得製品。對於這種工藝的無捻粗紗的性能要求與對噴射無捻粗紗的要求基本相同。

2、無捻粗紗織物

方格布是無捻粗紗平紋織物，是手糊玻璃鋼重要基材。方格布的強度主要在織物的經緯方向上，對於要求經向或緯向強度高的場合，也可以織成單向方格布，它可以在經向或緯向布置較多的無捻粗紗。

對方格布的質量要求如下：①織物均勻，布邊平直，布面平整呈席狀，無汙漬、起毛、摺痕、皺紋等；②經、緯密，面積重量，布幅及卷長均符合標準；③卷繞在牢固的紙芯上，卷繞整齊；④迅速、良好的樹脂透性；⑤織物製成的層合材料的幹、溼態機械強度均應達到要求。

用方格布鋪敷成型的複合材料其特點是層間剪切強度低，耐壓和疲勞強度差。

3、玻璃纖維氈片

（1）短切原絲氈

將玻璃原絲（有時也用無捻粗紗）切割成50mm長，將其隨機但均勻地鋪陳在網帶上，隨後施以乳液粘結劑或撒布上粉末結劑經加熱固化後粘結成短切原絲氈。短切氈主要用於手糊、連續制板和對模模壓和SMC工藝中。對短切原絲氈的質量要求如下：

①沿寬度方向面積質量均勻；

②短切原絲在氈面中分布均勻，無大孔眼形成，粘結劑分布均勻；

③具有適中的幹氈強度；

④優良的樹脂浸潤及浸透性。

（2）連續原絲氈

將拉絲過程中形成的玻璃原絲或從原絲筒中退解出來的連續原絲呈8字形鋪敷在連續移動網帶上，經粉末粘結劑粘合而成。連續玻纖原絲氈中纖維是連續的，故其對複合材料的增強效果較短切氈好。主要用在拉擠法、RTM法、壓力袋法及玻璃氈增強熱塑料（GMT）等工藝中。

（3）表面氈

玻璃鋼製品通常需要形成富有樹脂層，這一般是用中鹼玻璃表面氈來實現。這類氈由於採用中鹼玻璃（C）製成，故賦予玻璃鋼耐化學性特別是耐酸性，同時因為氈薄、玻纖直徑較細之故，還可吸收較多樹脂形成富樹脂層，遮住了玻璃纖維增強材料（如方格布）的紋路，起到表面修飾作用。

（4）針刺氈

針刺氈或分為短切纖維針刺氈和連續原絲針刺氈。短切纖維針刺氈是將玻纖粗紗短切成50mm，隨機鋪放在預先放置在傳送帶上的底材上，然後用帶倒鉤的針進行針刺，針將短切纖維刺進底材中，而鉤針又將一些纖維向上帶起形成三維結構。所用底材可以是玻璃纖維或其它纖維的稀織物，這種針刺氈有絨毛感。其主要用途包括用作隔熱隔聲材料、襯熱材料、過濾材料，也可用在玻璃鋼生產中，但所制玻璃鋼強度較低，使用範圍有限。另一類連續原絲針刺氈，是將連續玻璃原絲用拋絲裝置隨機拋在連續網帶上，經針板針刺，形成纖維相互勾連的三維結構的氈。這種氈主要用於玻璃纖維增強熱塑料可衝壓片材的生產。

（5）縫合氈

短切玻璃纖維從50mm乃至60cm長均可用縫編機將其縫合成短切纖維或長纖維氈，前者可在若干用途方面代替傳統的粘結劑粘結的短切氈，後者則在一定程度上代替連續原絲氈。它們的共同優點是不含粘結劑，避免了生產過程的汙染，同時浸透、結合性能好，價格較低。

4、磨碎纖維

（1）短切原絲 短切原絲分幹法短切原絲及溼法短切原絲。前者用在增強塑料生產中，而後者則用於造紙。用於玻璃鋼的短切原絲又分為增強熱固性樹脂（BMC）用短切原絲和增強熱塑性樹脂用短切原絲兩大類。對增強熱塑性塑料用短切原絲的要求是用無鹼玻璃纖維，強度高及電絕緣性好，短切原絲集束性好、流動性好、白度較高。增強熱固性塑料短切原絲要求集束性好，易為樹脂很快浸透，具有很好的機械強度及電氣性能。

（2）磨碎纖維 磨碎纖維繫由錘磨機或球磨機將短切纖維磨碎而成。磨碎纖維主要在增強反應注射工藝（RRIM）中用作增強材料，在製造澆鑄製品、模具等製品時用作樹脂的填料用以改善表面裂紋現象，降低模塑收縮率，也可用作增強材料。

5、玻璃纖維織物

以下介紹的是以玻璃纖維紗線織造的各種玻璃纖維織物。

（1）玻璃布我國生產的玻璃布

分為無鹼和中鹼兩類，國外大多數是無鹼玻璃布。玻璃布主要用於生產各種電絕緣層壓板、印刷線路板、各種車輛車體、貯罐、船艇、模具等。中鹼玻璃布主要用於生產塗塑包裝布，以及用於耐腐蝕場合。織物的特性由纖維性能、經緯密度、紗線結構和織紋所決定。經緯密度又由紗結構和織紋決定。經緯密加上紗結構，就決定了織物的物理性質，如重量、厚度和斷裂強度等。有五種基本的織紋：平紋、斜紋、緞紋、羅紋和席紋。

（2）玻璃帶

玻璃帶分為有織邊帶和無織邊帶（毛邊帶）主要織法是平紋。玻璃帶常用於製造高強度、介電性能好的電氣設備零部件。

（3）單向織物

單向織物是一種粗經紗和細緯紗織成的四經破緞紋或長軸緞紋織物。其特點是在經紗主向上具有高強度。

（4）立體織物立體織物

是相對平面織物而言，其結構特徵從一維二維發展到了三維，從而使以此為增強體的複合材料具有良好的整體性和仿形性，大大提高了複合材料的層間剪切強度和抗損傷容限。它是隨著航天、航空、兵器、船舶等部門的特殊需求發展起來的，今天其應用已拓展至汽車、體育運動器材、醫療器械等部門。主要有五類：機織三維織物、針織三維織物、正交及非正交非織造三維織物、三維編織織物和其它形式的三維織物。立體織物的形狀有塊狀、柱狀、管狀、空心截錐體及變厚度異形截面等。

（5）異形織物

異形織物的形狀和它所要增強的製品的形狀非常相似，必須在專用的織機上織造。對稱形狀的異形織物有：圓蓋、錐體、帽、啞鈴形織物等，還可以製成箱、船殼等不對稱形狀。

（6）槽芯織物

槽芯織物是由兩層平行的織物，用縱向的豎條連接起來所組成的織物，其橫截面形狀可以是三角形或矩形。

（7）玻璃纖維縫編織物

亦稱為針織氈或編織氈，它既不同於普通的織物，也不同於通常意義的氈。最典型的縫編織物是一層經紗與一層緯紗重疊在一起，通過縫編將經紗與緯紗編織在一起成為織物。

縫編織物的優點如下：

①它可以增加玻璃鋼層合製品的極限抗張強度，張力下的抗脫層強度以及抗彎強度；

②減輕玻璃鋼製品的重量；

③表面平整使玻璃鋼表面光滑；

④簡化手糊操作，提高勞動生產率。這種增強材料可以在拉擠法玻璃鋼及RTM中代替連續原絲氈，還可以在離心法玻璃鋼管生產中取代方格布。

(8) 玻璃纖維絕緣套管 

以玻璃纖維紗編織成管，並塗以樹脂材料製成的各種絕緣等級的套管。有PVC樹脂玻纖漆管、丙烯酸玻纖漆管、矽樹脂玻纖漆管等。

6、組合玻璃纖維

70年代以來，出現了把短切原絲氈、連續原絲氈、無捻粗紗織物和無捻粗紗等，按一定的順序組合起來的增強材料，大體有以下幾種：

（1）短切原絲氈+無捻粗紗織物

（2）短切原絲氈+無捻粗紗布+短切原絲氈

（3）短切原絲氈+連續原絲氈+短切原絲氈

（4）短切原比氈+隨機無捻粗紗

（5）短切原絲氈或布+單向碳纖維

（6）短切原絲+表面氈

（7）玻璃布+單向無捻粗紗或玻璃細棒+玻璃布

7、玻璃纖維溼法氈

玻璃纖維無紡布系列產品起源於歐洲，後引入美國、日本、中國等國家。我國先後建立幾條大型生產線，主要技術來自於德國技術如常州的中興天馬、陝西華特。

國內玻璃纖維溼法氈主要分類：

（1）屋面氈 用於改性瀝青防水卷材、彩色瀝青瓦等防水材料的基材

（2）管道氈 用於石油、天然氣管道的包覆，與瀝青結合防止地下管道腐蝕

（3）表面氈 玻璃鋼製品的塑形和表面拋光

（4）貼面氈 用於牆面和天花板，可以防止塗料的開裂、橘皮，多用於裝飾大型會議室、高檔酒店

（5）地板氈 用作PVC地板的基材

（6）地毯氈 用作方塊地毯的基材

（7）覆銅板氈 貼附於覆銅板可增強其衝、鑽性能

（8）蓄電池隔板氈 用作鋁酸蓄電池隔板氈的基材。

8、玻璃纖維布

主要用途玻璃鋼行業（約佔70%）。建築行業也有用玻璃纖維布的，主要作用就是增加強度。也作建築外牆保溫層，內牆裝飾，內牆防潮防火等

玻璃纖維布品種：玻璃纖維網格布，玻璃纖維方格布，玻璃纖維平紋布，玻璃纖維軸向布，玻璃纖維壁布，玻璃纖維電子布。

9、冰面防滑

2015年4月，加拿大科學家研發了一種價廉有效的方法將玻璃纖維埋入彈力橡膠中，該新型材料可用來製成冬天的防滑鞋。該材料是由一種叫做熱塑性聚氨酯的橡膠塑料製成，成千上萬的玻璃纖維被埋入其中伸展到橡膠外如一個個微小的釘子，使橡膠有如細砂紙般的感覺。

玻璃纖維作用：

1.增強剛性和硬度，玻纖的增加可以提高塑料的強度和剛性，但是同樣的塑料的韌性會下降。例子：彎曲模量；

2、提高耐熱性和熱變形溫度；以尼龍為例，增加了玻纖的尼龍，熱變形性溫度至少提高兩倍以上，一般的玻纖增強尼龍耐溫都可以達到220度以上

3、提高尺寸穩定性，降低收縮率；

4、減少翹曲變形；

5、減少蠕變；

6、對阻燃性能因為燭芯效應，會干擾阻燃體系，影響阻燃效果；

7、降低表面的光澤度；

8、增加吸溼性；

9、玻纖處理：玻纖的長短直接影響材料的脆性的。玻纖如果處理不好，短纖會降低衝擊強度，長纖處理好會提高衝擊強度。要使得材料脆性不至於下降很大，就要選擇一定長度的玻纖。

結論：要獲得好的衝擊強度，玻纖的表面處理和玻纖的長度至關重要！

含纖量：產品的含纖量多少也是一個關鍵的問題。我國一般採取10%、15%、20%、25%、30%等整數含量，而國外則根據產品的用途來決定玻纖的含量。

九、產業現狀

國際市場

玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料，隨著市場經濟的迅速發展，玻璃纖維成為建築、交通、電子、電氣、化工、冶金、環境保護、國防等行業必不可少的原材料。由於在多個領域得到廣泛應用，因此，玻璃纖維日益受到人們的重視。全球玻纖生產消費大國主要是美國、歐洲、日本等發達國家，其人均玻纖消費量較高。歐洲仍然是玻璃纖維消費的最大地區，用量佔全球總用量的35%。

2008年以來，全世界的玻璃纖維企業對擴產計劃變得更加謹慎，世界玻璃纖維生產能力增長緩慢。2010年，全球連續玻璃纖維產能為471.5萬噸，預計今年為530萬噸。

國內市場

我國玻璃纖維企業經過多年的發展，產品質量已處上遊水平，深加工產品比例逐年提升。中國玻璃纖維行業的領先企業毛利率在25-35%之間，明顯高於國外巨頭10%的毛利率。世界玻璃纖維行業長期以來一直是寡頭壟斷格局，中國作為新生力量，經過近幾年來年均20%以上的產能增速，預計今年將佔據全球60%以上的份額，成為國際玻璃纖維市場上的新寡頭。

中國玻璃纖維行業近幾年的快速發展，動力來自國內和國外兩個市場的拉動。國際市場的擴大，既有總需求增長的因素，也有來自國際企業前期因利潤率較低退出行業後，給國內企業在國際市場留下的發展空間；而國內市場的增長，則是來自下遊消費行業的快速發展。中國玻璃纖維經過了50多年的發展，已經頗具規模。

與國際相比，我國玻纖產品品種規格少，應用範圍窄。但這些情況也從另外一個角度說明，我國的玻纖產業還存在大量市場空間未被挖掘，尤其是在一些應用領域，許多細分市場甚至根本未被開發。

20世紀最後幾年，在國家建材局符合市場化要求的發展戰略的引導下，玻纖行業無論是在總體產量還是在各種先進的玻纖產品的產量變化上出現了可喜的變化。

我國的玻纖產業從改革開放初期開始起步，二十年的時間成為了世界玻纖產品的第二大生產國，產量增長速度明顯快於世界玻纖產量增長速度。1985年我國的玻纖產量只有區區7.1萬噸，勉強佔世界玻纖產量的1/20,但進入90年代後，玻纖工業突飛猛進，在2001-2003年世界玻纖業產量徘徊不前、陷入瓶頸的時候，我國玻纖產量仍然保持快速增長的勢頭，2003年47.3萬噸的年產量幾乎已經達到世界玻纖產量的1/5，提前達到並超額完成國家「十五」計劃規定的玻纖年產量38萬~40萬噸的奮鬥目標。

我國玻纖行業屬於外向型結構，進口和出口一直呈雙向增長態勢 尤其是隨著玻纖產業的蓬勃發展，進出口更是保持高速增長，2003年出口量已經達到玻纖總產量的59.1%。較高的進出口比例表明，我國玻纖業已經完全與國際玻纖市場接軌，產品產量與質量上的提高使得我國玻纖業的國際市場競爭力大大增強。另一方面，我國經濟持續穩步的發展也增加了國內對國外先進玻纖產品的需求。這種健康的外向型結構導致了一種良性循環。

我國玻纖業過去一直處於逆差狀態，但出口與進口的差額一直在縮小，到2004年上半年首次實現貿易順差5917.55萬美元，徹底扭轉了整個行業進口大於出口的局面。

2006年，全國累計生產玻璃纖維紗116.07萬噸，同比增長22.18%。其中：池窯產量89.12萬噸，佔生產總量的76.79%。玻璃纖維工業產品銷售率為99.5%，比2005年同期增長2.8個百分點，庫存量減少。2006年企業主營業務成本高達237.44億元，同比增長30.84%。企業克服原材料價格上漲的影響，實現利潤水平又創新高。2006年，行業實現利潤總額25.66億元，同比增長39.65%；實現利稅總額36.85億元，同比增長43.53%。2006年，中國玻璃纖維行業出口創匯11.8億美元，實現貿易順差4.51億美元，累計出口玻璃纖維及製品79.01萬噸，同比增長38.9%。

2007年1-11月，中國玻璃纖維及製品製造行業累計實現工業總產值37,624,527千元，比上年同期增長了38.07%；累計實現產品銷售收入36,565,839千元，比上年同期增長了38.22%；累計實現利潤總額3,541,052千元，比上年同期增長了51.08%。

2008年受國際金融危機的影響，中國玻纖出口形勢非常嚴峻，在國際經濟形勢不景氣、當前呈現供大於求的時期，有條件有必要加快開發應用玻纖行業的下遊產品，以順應當前國策。重視國內對玻纖紗需求，擴大內需，保持國內經濟持續發展。

2011年12月份，我國生產玻璃纖維紗31萬噸，同比增長15.28%。2011年1-12月，全國玻璃纖維的產量達372萬噸，同比增長17.95%。

從各省市的產量來看，2011年1-12月，山東玻璃纖維的產量達125萬噸，同比增長18.79%，佔全國總產量的33.67%。緊隨其後的是浙江、重慶和四川，分別佔總產量的19.95%、11.49%和9.66%。

正因為如此，國內優秀的玻璃纖維行業生產企業愈來愈重視對行業市場的研究，特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究，一大批國內優秀的玻璃纖維企業迅速崛起，逐漸成為玻璃纖維行業中的翹楚!

長遠來看，中東、亞太基礎設施的加強和改造，對玻纖需求增加了很大的數量，隨著全球在玻纖改性塑料、運動器材、航空航天等方面對玻纖的需求不斷增長，玻纖行業前景仍然樂觀。另外玻纖的應用領域又擴展到風電市場，這可能是玻纖未來發展的一個亮點。能源危機促使各國尋求新能源，風能成為如今關注的一個焦點，中國在風電領域也開始加大力度投資。到2020年，國內在風力發電領域將投資3500億元，其中，20%（即700億元）左右的領域需要使用玻纖（如風機葉片等方面）。這對中國玻纖企業來說是一個很大的市場。

十、應用領域

玻璃纖維製品被廣泛應用於國民經濟的各個領域，其中電子、交通和建築是最主要的三大應用領域，也代表了世界玻纖產業在未來幾年的發展趨勢。

玻璃纖維參數介紹

關於玻璃纖維紗線的一些參數，我們在日常的生產中不一定常見到，對於從事技術的朋友來說一定能用得上。

1、紗線的粗細描述-特克斯（tex）

玻璃纖維紗在生產玻璃鋼產品的某些工藝中不一定會直接接觸到，但其作為玻璃纖維製品的原材料，大家還是不陌生。

表示紗線粗細的參數中，我們知道最常見的就是線密度Tex。這是目前國際上通用的使用方法，表示的是1000m紗線的重量（單位：g），屬於定長法。如常見的2400tex，意思就是1000米紗線的重量為2400克。

特克斯（tex），簡稱特，是一種線密度單位，又稱號數。指1000米長紗線在公定回潮率下重量的克數，tex=g/L*1000 ，其中g為紗（或絲）的重量（克），L為紗（或絲）的長度（米）。它是定長制單位，克重越大紗線越粗。

每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成，因此簡單來說tex就是衡量單股玻璃纖維紗的粗細。我們常見的1200、2400、4800號都是指紗的線密度，即每千米紗的重量為1200g、2400g、4800g。

除此之外，還有另外一種方法也會用來表示紗線的粗細，稱為支數β，即質量為1g的紗線的長度（單位：m）。屬於定質量法。

β=纖維長度（通常為100m）/纖維重量（100m原紗的質量，克）

目前用來表示玻纖粗細用的最多的還是Tex，但在有些文獻中會出現用支數β表示，其實兩者是可以進行轉換的，轉換公式為：Tex（g/m）=1000/β（m/g）。

另外在紡織業中還有一個定長制單位，旦尼爾（Denier），簡稱旦，符號為D。表示9000米長纖維在公定回潮率下重量的克數，1D=1g/9000m。D=（g/L）*9000。這個單位用在玻璃纖維中比較少，大家可作簡單了解，感興趣的朋友可自行換算一下，得出和Tex及β之間的換算公式。

2、捻度

捻度指的是單位長度內纖維與纖維之間所加的轉數，以捻/m為單位。按其轉向不同分為S捻和Z捻。先使紗線成懸垂狀，然後確定懸垂部分纖維的傾斜方向，字母「S」中間段一致的為S捻，與字母「Z」中間段一致的為Z捻。

加捻的作用主要是為了提高纖維之間的抱合力，改善單纖維的受力情況。但由於加捻後不便於樹脂的浸透，因此一般玻璃鋼上用的纖維均為無捻紗，如拉擠紗、纏繞紗均為無捻紗。加捻紗主要用於一些紡織製品，如電子布等。

3、粗紗與細紗

這兩個詞也是大家平時接觸比較多的，其主要描述的是纖維的單絲直徑。一般來說，單絲直徑在10μm以下的原紗我們稱之為細紗，主要用途是作為電子紗和工業紗。而單絲直徑在10μm以上的原紗，一般統稱為粗紗。

正常情況下，單絲直徑越細，原紗的拉伸強度更好。當然生產工藝也更複雜，成本也更高。這裡要注意的是強度是按一定標準來進行測試的，而不是拿一根10μm的單絲和一根20μm的單絲直接比拉力，拉伸強度和拉伸力不是一個概念。

4、直接紗與合股紗

直接紗又稱為直接無捻粗紗，其定義為：平行單絲不加捻併合而成的集束體，國際標準名稱為direct roving。常見產品有：拉擠紗、纏繞紗等。

合股紗的定義為：平行原絲（多股原絲無捻粗紗）不加捻併合而成的集束體。合股紗其實就是通過絡紗這道工序，把tex低的原絲併合成高tex的產品。常見產品有噴射紗、SMC紗等。

自從採用池窯法後，各大玻纖廠的直接紗產量都佔了很大的比例。由於簡化了生產工序，成本上得到了進一步的降低。不需要絡紗這道工序，所以紗線的毛羽也比較少。

當然直接紗和合股紗各有優缺點，所以根據工藝和產品要求不同，會有相對應的選擇。

5、鹼含量

在日常生產中大家都知道玻璃纖維有分無鹼和中鹼，但是如何劃定的呢，相信很多朋友卻並不是很清楚。這裡就關係到一個鹼含量的問題，主要是指鹼金屬氧化物的含量。

按鹼含量不同，玻璃纖維主要分為三種：

①無鹼玻璃纖維（氧化鈉0%～2%，屬鋁硼矽酸鹽玻璃）

②中鹼玻璃纖維（氧化鈉8%～12%,屬含硼或不含硼的鈉鈣矽酸鹽玻璃）

③高鹼玻璃纖維（氧化鈉13%以上，屬鈉鈣矽酸鹽玻璃）

可見大家常說的無鹼並不是真的無鹼，只是鹼金屬含量低於2%。一般應用於複合材料上的主要是無鹼和中鹼玻璃纖維。

下面來看看無鹼玻纖和中鹼玻纖性能上的一些對比：

成本

力學性能

化學穩定性

耐水

耐酸

耐鹼

無鹼高於中鹼

無鹼優於中鹼

無鹼優於中鹼

中鹼明顯優於無鹼

無鹼略優於中鹼

從表中可以看出無鹼和中鹼玻璃纖維也是各有所長，因此在做產品的時候我們可根據產品的特性和需求來因材施用，達到最佳性價比。

6、單絲直徑

玻璃纖維的單絲直徑一般為幾個微米到二十幾個微米，相當於一根頭髮絲的 1/20-1/5。

粗纖維：其單絲直徑一般為30μm。

初級纖維：其單絲直徑大於20μm。

中級纖維：單絲直徑10-20μm。

高級纖維(亦稱紡織纖維)：其單絲直徑3-10μm。

對於單絲直徑小於4um的玻璃纖維又稱為超細纖維。單絲直徑不同，不僅纖維的性能有差異，而且影響到纖維的生產工藝、產量和成本。一般5-10um的纖維作為紡織製品用，10-14um的纖維一般做無捻粗紗、無紡布、短切纖維氈等較為適宜。

單絲直徑由鉑金漏板的孔徑和拉絲速度決定，一般單絲越細的纖維成本越貴。一方面和生產工藝較難、產量較低有關；另一方面單絲越細，單位面積含有的偶聯劑也會更多。

7、含水率

玻璃纖維在生產過程中需要嚴格控制含水率，按照行業標準玻璃纖維的含水率應該低於0.2%。我們在日常生產中經常會忽略這個參數，由於大多數工廠的儲存條件不完善，隨意放置的玻璃纖維容易吸潮，因此會造成含水率過高，影響樹脂的固化。

這種現象在南方「回南天」的時候需要特別注意，用之前可以把玻璃纖維稍微烘烤一下，控制含水率。

聊了這幾個參數後希望大家對玻璃纖維有更多的了解，在後續的生產過程中才能避免產生一些問題。

玻璃纖維複雜的拉絲過程介紹

有學者認為，纖維成型過程是一個很複雜的物理過程，也包括化學過程。纖維成型涉及黏性流體在毛細管內的流動規律，涉及到黏性流體被牽伸時的張力與穩定性問題，涉及到周圍介質被牽伸的細流體的冷卻問題，而所有這些問題又都和玻璃溶體的流變性能有關。

也有學者認為，纖維過程是一個傳質、傳熱和克服各種力的平衡的運動。玻璃液從漏嘴流出時，進入氣體空間過程中，溫度急劇降低、黏度急速變化，同時在拉引力的作用下，克服玻璃液的內摩擦力和形成新表面時的表面張力拉伸變形成纖維。

連續玻璃纖維拉絲屬於熔體拉絲。要拉絲順利，首先要有均質玻璃。均質玻璃既包括化學成分方面的均質，也包括物理方面的溫度、黏度的均質和適宜。均質玻璃應是玻璃缺陷受到控制的玻璃。當玻璃液進入和流經漏嘴時，纖維成型的過程已經開始。各種漏嘴結構的設計就是科技人員在探索玻璃液進入漏嘴時的規律，以滿足生產各種玻璃纖維的需要。

當玻璃液從漏嘴流出，在適宜的溫度黏度條件下形成液滴，液滴呈半圓球形。玻璃液在溫度過高黏度太小時則形不成液滴而形成的是液流，液流很難使纖維成型。相反玻璃液在溫度過低黏度太大時，玻璃液逸出漏嘴時則非常困難，逸出漏嘴的玻璃體呈圓柱形或其他異常形狀，這對纖維成型也非常不利。

當漏嘴出口的玻璃液在拉絲機拉引力的作用時，液滴形成了絲根。從漏嘴出口到纖維截面不變的這段距離叫絲根或稱纖維成型區。

通常認為，正確的絲根幾何形狀是以玻璃液形成了又內凹的彎曲表面的倒錐形為宜。絲根的長度與形狀和玻璃的化學組成、玻璃溫度黏度曲線、單絲直徑、絲根周圍的介質條件等相關。

從某種意義上講，上面敘述的是狹義的纖維成型過程。從廣義來講纖維成型和玻璃成分設計、玻璃原料質量控制、窯爐或坩堝機構設計、玻璃熔制或球法拉絲的玻璃球二次熔化、漏板結構、拉絲成型區的氣流控制、漏板溫度場條件、拉絲工藝佈置、拉絲速度等密切相關。

應該說纖維成型是個大的系統工程。

玻璃纖維紗介紹及疑問

玻璃纖維（英文原名為：glass fiber 或fiberglass ）是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。玻璃纖維通常用作複合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經濟各個領域。

什麼是玻璃纖維紗？

玻璃纖維紗是一種性能優異的無機非金屬材料，種類繁多，玻璃纖維紗優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好，機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差，玻璃纖維紗以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝製造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾米個微米，相當於一根頭髮絲的1/20-1/5 ，每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。

玻璃纖維紗有什麼特點？

1、電絕緣性能好，耐高溫。

2、拉伸強度高，耐熱性好，抗腐蝕。

3、不燃性，很好的化學穩定性。

玻璃纖維紗的主要用途是什麼？

玻璃纖維紗主要用作電絕緣材料，工業過濾材料，防腐、防潮、隔熱、隔音、減震材料，還可作為增強材料，玻璃纖維紗之使用遠較其他種類纖維來得廣泛，用來製造增強塑料，玻璃纖維紗或增強橡膠、增強石膏和增強水泥等製品，玻璃纖維紗用有機材料被覆玻璃纖維可提高其柔韌性，用以製成包裝布、窗紗、貼牆布、覆蓋布、防護服和絕電、隔音材料。

玻璃纖維紗有哪些分類？

無捻粗紗、無捻粗紗織物（方格布）、玻璃纖維氈片、短切原絲和磨碎纖維、玻璃纖維織物、組合玻璃纖維增強材料、玻璃纖維溼法氈。

玻璃纖維帶紗 usually 60 yarns per 100cm 是什麼意思？

這是產品規格數據，意思是100 釐米內含有60 紗。

玻璃纖維紗如何上漿？

由玻璃纖維製成的玻璃紗，單紗一般都需要上漿，長絲雙股線可以不上漿。玻璃纖維織物都是小批量，因此，以乾式上漿或分條整漿聯合機上漿的為多，用軸經式漿紗機上漿的不多。用澱粉漿料上漿，澱粉作為集束劑，只要用較小的上漿率（3%）左右即可。如用軸經漿紗機，可用一些PVA 或丙烯酸類漿料。

玻璃纖維紗有哪些術語說明？

無鹼玻璃纖維耐酸耐電和力學性能比中鹼的要好。「支」是表示玻璃纖維規格的一種單位，具體定義是1 克玻璃纖維的長度，360 支就是1 克玻璃纖維有360 米。規格型號說明，例如：Ec5.5-12x1x2S110是合股紗。

中鹼、無鹼玻璃纖維與高鹼玻璃纖維如何區別？

中鹼、無鹼玻璃纖維與高鹼玻璃纖維的簡易區分方法為，用手扯拉單根纖維紗，一般無鹼玻璃纖維機械強度高，不易拉斷，中鹼玻璃纖維次之，而高鹼玻璃纖維輕輕地拉即斷。用肉眼觀察，無鹼、中鹼玻璃纖維紗一般無毛紗現象，而高鹼玻璃纖維紗毛紗現象特別嚴重，許多斷裂的單絲刺出紗支。

怎樣鑑別玻璃纖維紗的好壞優劣？

玻璃纖維繫以玻璃為原料，在熔融狀態下用各種不同的成型方法加工而成。一般分為連續玻璃纖維和不連續玻璃纖維。而市場上比較多的為連續玻璃纖維。按我國現行標準生產的連續玻璃纖維主要有兩種產品。一種是中鹼玻璃纖維，代號為C；一種是無鹼玻璃纖維，代號為E。它們之間的主要區別為鹼金屬氧化物的含量。中鹼玻璃纖維為（12±0.5）%，無鹼玻璃纖維為<0.5%。市場上還有一種玻璃纖維為非標準產品。一般俗稱為高鹼玻璃纖維。其鹼金屬氧化物含量均在14%以上。生產原料為破碎的平板玻璃或玻璃瓶。這種玻璃纖維耐水性差，機械強度低，電絕緣性低，為國家規定不允許生產產品。< span="">

一般合格的中鹼、無鹼玻璃纖維紗產品，都必須緊密纏繞在紗管上，每個紗管上都標有號數、股數和等級，包裝箱內應有產品檢驗證。產品檢驗證內容包括：1.生產廠名稱；2.製品的代號和等級；3.本標準編號；4.加蓋質檢專用章；5.淨重；6.包裝箱上應有廠名、製品代號和等級、標準編號、淨重、生產日期及批號等。

玻璃纖維廢絲和廢紗如何再利用？

廢玻璃打碎後一般可以再作為玻璃製品原料，需要解決異物\浸潤劑殘留問題。廢紗可以作為一般的玻璃纖維製品如氈\玻璃鋼\瓦等。

長期接觸玻璃纖維紗如何避免職業病？

生產操作必須戴專業口罩，帶好手套和袖套避免皮膚直接接觸玻璃纖維紗。

來源於網絡，由作者整理匯總。

 

 

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