玻璃纤维的主要成分是二氧化硅。硅的原料是砂或砂岩。玻璃在本质上是高度无定形的，因为它的化学结构中有大量的网状结构。

主要成份:

• 石灰[Ca(OH)2] -稳定剂

• 氧化镁-稳定剂

• 氧化铝[Al2O3] -由于更多的连接能力，增加玻璃纤维的强度和耐久性

• 苏打水

• 钾肥

• 氧化硼——在结构中形成交联，有助于提高强度

玻璃纤维的分类

玻璃纤维按成分类型分为:

• 玻璃A(碱)

• 玻璃C(化学制品)

• 玻璃E(电气)

构成(以百分比计)

各种玻璃纤维本质上都是高度无定形的。由于分子间缺乏吸引力，纤维之间没有内聚力。阳离子元素如硼氧化物和氧化铝的交联能力增加了材料的强度。

玻璃是具有高绝缘性能的最强纤维。它的回潮率仅为0.5%。因此，它没有极性基团或电载流子，因此具有很高的绝缘性能。由于强度高，常用于加固。由于磁阻低，导电率低。

玻璃纤维短纤、长丝的生产

玻璃纤维的制造步骤:

• 玻璃弹珠的制备

• 把所有的原料混合在一起

• 混合均匀

• 混合物的熔化

• 准备直径2厘米的弹珠

• 灯丝的熔化和挤压

• 熔化是在电炉中进行的

• 玻璃的高气流切割是在挤压过程中进行的，以制造玻璃纤维。

• 混合物在800度熔化⁰C。

连续长丝被收集在卷取辊上，其中挤出的质量流量与卷取的质量流量相等，形成质量守恒。在长丝被拉伸后，根据最终用途应用一个尺寸。然后它被缠绕在一个筒子上。

气流切割法收集玻璃纤维:

-它由一个气流单元组成。

-对从喷丝板挤出的材料施加高气流。

-这种气流破坏了细丝的连续性。

-由于气流切割，这样形成的纤维具有不同的短纤维长度。

玻璃纤维作为梳理过的纤维网被收集到旋转滚筒上，旋转滚筒将纤维网引导到一个拉丝装置上，以形成条子。

-它有一个Si-O键网络。每个硅原子周围有四个氧原子。

-玻璃纤维结构不规则

-它有空隙或间隙，由不同的阳离子如Mg, Al等填充。

玻璃纤维的强度取决于

• 氧化硼的百分比

• 氧化铝百分比

• 硅氧键的比率(Si:O)

-由于Al和B的价电子为3，因此，它们产生更多的交联，从而赋予更多的强度。

-如果Si:O比值高，则

• 有更多的聚合度

• 硬玻璃形成

• 膨胀热效率低

-如果Si:O比低，则玻璃有更多的软化点。

-玻璃的熔化有助于检测玻璃中存在的最后一丝结晶度

-当结晶区开始融化时，玻璃变软。

玻璃制品种类

1.玻璃纤维用于制造复合材料。

2.电气绝缘和电气复合材料用玻璃纤维(开关板电路)。

玻璃纤维的物理化学性质

物理性质

• 强度取决于Si:O比和其他阳离子的组成。

• 密度为2.5-2.6 g/cc

• MP是750oC

• 高非晶

• MR - 0.5%

• 硬度高，耐磨性差

• 高强度

• 干燥- 6-10克/天

• 湿- 5-8克/天

• 尽管玻璃具有0.5%的磁流变容量，但由于纤维的非晶态性质，其湿强度显著降低。

化学性质

• 对生物制剂抗性高

• 在正常条件下对氧化剂、热和阳光都不活泼

• 盐酸和硫酸可引起玻璃纤维的水解和降解

• 强碱或高温条件下的碱会使玻璃纤维变坏或变弱

• 由于其疏水性质，具有优异的耐腐蚀性

应用程序

• 隔热、绝缘、隔音

• 高强度织物

• 耐热耐腐蚀面料

• 关节置换的生物医学应用

• 胶带(主要用于电机、电缆的绝缘)

• 编织(长带子的制备过程)

• 复合材料的制备

• 变形玻璃纱(用于制作耐高温过滤器)

• 防护服

• 防火服装

• 工业织物和装饰织物

弓箭、透明屋面板、车身、船壳、曲棍球棒、冲浪板等的加固材料。

引用:

1.船体,d;克莱因编著。(1996)，“纤维和基质”，复合材料导论，剑桥固体科学系列(2版)，剑桥:剑桥大学出版社，第15页，doi:10.1017/cbo9781139170130.004, ISBN 978-1-139-17013-0

2.洛文斯坦，K.L.(1973)。连续玻璃纤维的制造技术“，”纽约:爱思唯尔科学公司。p。94。ISBN 978-0-444-41109-9。