一、什麼是玻璃纖維呢？

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、織布等工藝制造成。其主要成分是二氧化矽、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。

下面我們讓我們來看看它的分類把！

1.玻璃纖維的分類

1)以單絲直徑分類

粗纖維：單絲直徑一般為30um；

初級纖維：單絲直徑大于20um；

中級纖維：單絲直徑10-20um；

高級纖維：（紡織纖維）其單絲直徑3-10um；

超細纖維：單絲直徑小于4um。

一般：5-10um的纖維作為紡織制品用；10-14um的纖維一般做無撚粗紗、無紡布、短切纖維氈等較為适宜。

短玻纖

2） 以玻璃原料成分類（一般以不同的堿金屬含量來區分）

A．無堿玻璃纖維（E玻璃纖維）

堿金屬氧化物含量<0.05%，化學穩定性、電絕緣性、強度好，主要用作電絕緣材料、玻璃鋼的增強材料等

B. 中堿玻璃纖維（C玻璃纖維）

堿金屬氧化物含量11.5-12.5%，含堿量高，不能用作電絕緣材料，其化學穩定性和強度尚好，一般用作乳膠布、方格布基材、酸性過濾布、窗紗基材等，也可用作酸性過濾布、窗紗基材等（成本較低，用途較廣）

C. 高堿玻璃纖維（A玻璃纖維）

堿金屬氧化物含量>15%，如采用碎的平闆玻璃、碎瓶子玻璃等作原料拉制而成的玻璃纖維均屬此類。可用作蓄電瓶的隔離片、管道包紮布和氈片等防水、防潮材料。

D. 特種玻璃纖維

由純鎂鋁矽三元組成的高強度玻璃纖維（S-glass），鎂鋁矽系高強高彈玻璃纖維；矽鋁鈣鎂系耐化學腐蝕玻璃纖維；含鉛纖維；高矽氧纖維； 石英纖維等

按含堿量來區分，那麼玻璃纖維中的堿金屬氧化物到底是什麼呢？

堿金屬氧化物：一般指氧化鈉、氧化鉀

堿金屬氧化物是普通玻璃的主要組成之一，主要是降低玻璃的熔點；其含量越高，玻璃纖維的化學穩定性、電絕緣性能、強度都會相應的下降。

長玻纖

二、玻璃纖維的結構與組成

1.玻璃纖維的特點

1圖示為玻璃纖維的結構示意圖

玻璃的共性：各向同性，無固定熔點，亞穩定性，性質變化的連續性，可逆性

GF的結構有兩種學說

無規則網絡學說：矽氧四面體，鋁氧三面體，硼氧三面體相互連成不規則的三維結構。網絡間的空隙由Ca、Na、K、Mg等陽離子所填充。

微晶學說：玻璃由矽酸塊或二氧化矽的微晶子組成，在微晶子之間由矽酸塊過冷溶液填充。

2. 玻璃纖維的組成

玻璃纖維的化學組成主要有SiO2、Be2O3、CaO、Al2O3等。這些物質對玻璃纖維的性質和生産工藝起決定性作用。

玻纖組分的作用示意表

氧化矽SiO2：物質基礎、骨架

氧化鋁Al2O3 ：降析晶和膨脹系數,提高穩定性和強度

氧化鈣氧化鎂 ：降低高溫時粘度，促進熔化、澄清、提高拉絲速度

氧化硼B2O ；氧化鐵Fe2O3； 堿金屬；助熔，提高流動性

三.玻璃纖維的性能

玻纖制品

1.物理性能

a. 外觀：光滑，圓柱形。纖維之間抱合力小，影響了與樹脂的複合效果。但光滑表面對氣體和液體通過的阻力小，所以制作過濾材料較理想。

b. 密度：2.5左右，主要取決于玻璃的成分。某些特種玻璃，如石英玻璃纖維，高矽氧玻璃纖維等，其密度較低，僅為2.0-2.2g/cm3；含有大量重金屬氧化物的高模GF，密度可達2.7-2.9g/cm3。

2.力學性能

拉伸強度：GF的拉伸強度比玻璃高幾十倍？

微裂紋假說：

玻璃結構的不均勻性，使玻璃易産生微裂紋，外力作用下，形成應力集中點。玻璃纖維，更多地保留着高溫熔體的結構(結構均一性提高)，微裂紋産生機會減少，且GF截面小，所以表面微裂紋比塊狀玻璃少。

3.影響玻璃纖維強度的因素

纖維直徑和長度：直徑越小，長度越小，強度越大；

化學組成：含堿量越大，強度越小；

存放時間：存放時間越長，強度越小(空氣中水分的侵蝕)

施加負荷時間：施加負荷時間越長，強度越小； 除此之外，玻璃液的缺陷，如雜質，氣泡等也顯著影響GF的強度。

玻璃纖維的耐磨性、耐折性都很差，但其耐熱性很好，軟化點溫度在500-700℃，在高溫下長期使用，強度不損失。

尼龍制品

4.玻璃纖維的化學性質

GF與Glass相比，由于具有較大的比表面積，因此受介質侵蝕度劇烈。

GF對除HF、濃堿、H3PO4以外的化學藥品及有機溶劑具有良好的化學穩定性。

影響GF化學穩定性的因素

a. 玻璃纖維的化學組成

無堿玻纖：耐酸性差，耐水性較好

中堿玻纖：耐酸性好，耐水性差

b．溫度

在100℃以下，溫度每升高10℃，纖維在介質侵蝕下的破壞速度增加50～100％。

四.GF的生産工藝

1. 坩埚法拉絲工藝

生産工藝由制球和拉絲兩部分組成

整個拉絲過程中加球和拉絲溫度控制是由自動控制裝置來完成

1—加料孔；2—鉑針；

3—坩埚； 4—電極闆；

5—玻璃液；6—漏闆；

7—玻璃纖維單絲；8—集束輪；

9—玻璃纖維原紗；10—拉絲卷筒

2.池窯漏闆法拉絲工藝

池窯拉絲是連續玻璃纖維生産的一種新的工藝方法。池窯拉絲是将玻璃配合料投入熔窯熔化後直接拉制成各種支數的連續玻璃纖維。

池窯拉絲與坩埚拉絲相比較，具有如下優點：

1. 省去制球工藝，簡化工藝流程，效率高；

2. 池窯拉絲一窯可安裝10塊到上百塊漏闆，熔量大，生産能力高；

3. 易實現自動化；

4. 适于多孔大漏闆生産玻璃鋼适用的粗纖維；

5. 生産的廢紗便于回爐。

五.玻纖表面處理

1. 表面處理的意義

表面處理：在玻璃纖維表面被覆一種叫做表面處理劑的特殊物質，使玻璃纖維與合成樹脂牢固地粘結在一起，以達到提高玻璃鋼性能的目的。表面處理劑處于玻璃纖維與合成樹脂之間而使這兩種性質不同的材料牢固地連接在一起。

2.玻纖表面處理方法

後處理法

凡是使用紡織型浸潤劑，制得的玻璃纖維及織物，在用于制作玻璃鋼之前原則上都采用此法進行表面處理。分兩步進行：首先除去玻璃纖維表面的紡織型浸潤劑，然後經處理劑溶液浸漬、水洗、烘幹等工藝，使玻璃纖維表面被覆上一層處理劑。特點：處理的各道工序都需要專門的設備，初投資較大，玻璃纖維強度損失大．但處理效果好，比較穩定．是目前國内外最常使用的處理方法。

前處理法

适當改變浸潤劑的配方，使之既能滿足拉絲、退并、紡織各道工序的要求，又不妨礙樹脂對玻璃纖維的浸潤和粘結。将化學處理劑加入到浸潤劑中。與後處理法比較優點：省去了複雜的處理工藝及設備，使用簡便；避免了因熱處理造成的玻璃纖維強度損失。缺點：這種浸潤劑一方面要滿足拉絲、紡織工序的要求，同時又要滿足與樹脂浸漬、粘結等要求，是一個比較複雜的技術問題，目前尚需進一步研究。

遷移法

遷移法是将化學處理劑直接加入到樹脂膠液中進行整體滲合，在浸膠的同時将處理劑施于玻璃纖維上，借處理劑從樹脂膠液至纖維表面的“遷移”作用而與纖維表面發生作用，從而在樹脂固化過程中産生偶聯作用。

六. 評價玻纖好壞的主要指标

第一個指标：玻纖在拉絲過程中所使用的表面活性處理劑

第二個指标：單絲直徑，單絲直徑越小，産品的力學性能與表面外觀越佳

七.簡述短玻纖在塑料中的優勢

① 短纖針對性較強，一般短纖生産的廠家會根據不同用途使用不同的浸潤劑，而且短纖在單位體積内浸潤劑含量比長纖要多，這樣就會保證樹脂與玻纖的結合能力。 短纖的單絲直徑較細，比較好控制玻纖在塑料粒子的長度和分布，從而直接影響産品力學性能與表面外觀。

② 短纖計量更加準确，短纖一般是通過側喂料系統與電子秤添加。

③ 對螺紋塊磨損較小，由于短纖已經被原廠剪切好，改性再加工時，就螺杆剪切力大大減弱。

④ 如果是回料增強的話，可以考慮加短纖，用比較差一點的回料，可以降低成本，如隔熱條專用料完全可用此方法。