玻璃纤维

摘要玻璃纤维(GF)是玻璃熔融后用高速抽丝机拉制成型的纤维。通常用于塑料增强改性的玻璃纤维的直径为6~15μm,其拉伸强度为1000~3000MPa。 玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。它是以...

玻璃纤维

玻璃纤维(GF)是玻璃熔融后用高速抽丝机拉制成型的纤维。通常用于塑料增强改性的玻璃纤维的直径为6~15μm,其拉伸强度为1000~3000MPa。

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制成,其单丝直径为几个微米到二十几个微米,相当于一根头发丝的1/20~1/5,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。

玻璃纤维分类

按玻璃的组成,玻璃纤维可分为有碱玻璃纤维、无碱玻璃纤维和特种玻璃纤维。有碱玻璃纤维主要成分为钙钠硅酸盐,又分为高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上)和中碱玻璃纤维(氧化钠8%~12%),无碱玻璃纤维主要成分是铝硼硅酸盐,耐水性、力学强度和电绝缘性能好,但耐酸性较差,成本高。特种玻璃纤维是添加特种氧化物的玻璃纤维,具有高强度、高模量、高温、抗红外线、光学、导电等一系列其他玻璃纤维不具备的特种性能。塑料增强用玻璃纤维一般为无碱玻璃纤维。

用于热塑性塑料的玻璃纤维主要有短切纤维和无捻粗纱两种。塑料配方造粒时,短切纤维可以直接计量添加;而无捻粗纱玻璃纤维在增强塑料中的用量则可通过控制玻璃纤维股数、螺杆转速和进料量来决定。玻璃纤维的长径比越大越好,因为玻璃纤维只有在达到一定长度时才会传递应力,达到增强的目的。因为造粒过程中,玻纤会受到螺杆剪切和切粒刀的剪切作用,一般认为挤出造粒后玻璃纤维的长度低于3mm。除了玻璃纤维的长度对增强塑料的性能有影响外,玻璃纤维的直径也有影响。玻璃纤维的直径越细,强度越高,扭曲性越好;直径越细,表面裂纹越少且小,拉伸强度随直径减小急剧上升。增强塑料用玻璃纤维通常直径为6~15μm,为高、中玻璃纤维,拉伸强度在10000~30000kgf/cm2(1kgf/cm2=98.07kPa)之间。

玻璃纤维原料

生产玻璃纤维的主要原料是石英砂、氧化铝和叶蜡石、石灰石、白云石、硼酸、纯碱、芒硝、萤石等。生产方法大致分两类:一类是将熔融玻璃直接制成纤维;另一类是将熔融玻璃先制成直径为20mm的玻璃球或棒,再以多种方式加热重熔后制成直径为3~80μm的甚细纤维。通过铂合金板以机械拉丝方法拉制的无限长的纤维,称为连续玻璃纤维,通称长纤维。通过辊筒或气流制成的非连续纤维,称为定长玻璃纤维,通称短纤维。

玻璃纤维成分

玻璃纤维其主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等,根据玻璃中碱含量的多少,可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0~2%,属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8%~12%,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)及高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上,属钠钙硅酸盐玻璃)。

玻璃纤维性质

熔点680℃,沸点1000℃,密度2.4~2.7g/cm3。玻璃纤维作为强化塑料的补强材料应用时,最大的特征是抗拉强度大。抗拉强度在标准状态下是6.3~6.9g/d,湿润状态5.4~5.8g/d。密度为2.54g/cm3。耐热性好,温度达300℃时对强度没影响。有优良的电绝缘性,是高级的电绝缘材料,也用于绝热材料和防火屏蔽材料。一般只被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀。

玻璃纤维特点

玻璃纤维比有机纤维耐温高,不燃,抗腐,隔热、隔声性好,抗拉强度高,电绝缘性好;但性脆,耐磨性较差。用来制造增强塑料或增强橡胶,作为补强材,玻璃纤维具有以下特点。

(1)拉伸强度高,伸长小(3%)。

(2)弹性系数高,刚性佳。

(3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高,故吸收冲击能量大。

(4)无机纤维,具不燃性,耐化学性佳。

(5)吸水性小。

(6)尺寸稳定性、耐热性均佳。

(7)加工性佳,可做成股、束、毡、织布等不同形态的产品。

(8)透明,可透过光线。

(9)与树脂接着性良好的表面处理剂开发完成。

(10)价格便宜。

(11)不易燃烧,高温下可熔成玻璃状小珠。

玻璃纤维危害

长期接触或暴露于玻璃纤维中可能会带来一些潜在的健康风险。

以下是一些可能的玻璃纤维危害:

1. 呼吸道刺激:玻璃纤维制品可能会产生微小的纤维颗粒,当人们吸入这些颗粒时,可能会导致呼吸道刺激和不适。这可能表现为喉咙痛、咳嗽、气喘等症状。

2. 皮肤刺激:直接接触玻璃纤维可能导致皮肤刺激和过敏反应。这可能表现为皮肤瘙痒、红肿、皮疹等症状。

3. 眼睛刺激:玻璃纤维颗粒进入眼睛可能引起刺激和炎症。这可能导致眼睛红肿、疼痛、视力模糊等不适。

4. 健康风险:长期暴露于高浓度的玻璃纤维颗粒中可能与一些健康问题相关。这些问题包括呼吸系统疾病、肺部纤维化和肺癌等。

为了减少玻璃纤维的潜在危害,应采取以下预防措施:

- 在接触玻璃纤维制品时,尽量避免直接接触皮肤和眼睛,使用适当的个人防护装备,如手套、护目镜等。

- 在操作或施工过程中,确保通风良好,避免吸入玻璃纤维颗粒。

- 遵循安全操作规程,使用适当的工具和设备来处理和安装玻璃纤维制品。

- 如果出现任何与玻璃纤维接触相关的不适症状,应立即停止接触并就医。

需要注意的是,这些危害是在长期暴露或高浓度接触下才会出现的情况。在正常使用和遵循安全操作规程的情况下,玻璃纤维制品的风险较低。如有任何疑虑或健康问题,请咨询专业人士或医生的意见。

玻璃纤维作用

玻璃纤维作用如下。

(1)增强刚性和硬度,玻纤的增加可以提高塑料的强度和刚性,但是同样的塑料的韧性会下降。如弯曲模量。

(2)提高耐热性和热变形温度;以尼龙为例,增加了玻纤的尼龙,热变形性温度至少提高两倍以上,一般的玻纤增强尼龙耐温都可以达到220℃以上。

(3)提高尺寸稳定性,降低收缩率。

(4)减少翘曲变形。

(5)减少蠕变。

(6)因为烛芯效应,会干扰阻燃体系,影响阻燃效果。

(7)降低表面的光泽度。

(8)增加吸湿性。

(9)玻纤处理:玻纤的长短直接影响材料的脆性。玻纤如果处理不好,短纤会降低冲击强度,长纤处理好则会提高冲击强度。要使得材料脆性不至于下降很大,就要选择一定长度的玻纤。

玻璃纤维用途

主要用于玻璃钢行业(约占70%);建筑行业也有用玻璃纤维布的,主要作用就是增加强度;也作建筑外墙保温层、内墙装饰、内墙防潮防火等。

玻璃纤维布品种:玻璃纤维网格布、玻璃纤维方格布、玻璃纤维平纹布、玻璃纤维轴向布、玻璃纤维壁布、玻璃纤维电子布。

玻璃纤维含纤量

产品的含纤量多少也是一个关键的问题。我国一般采取10%、15%、20%、25%、30%等整数含量,而国外则根据产品的用途来决定玻纤的含量。

玻璃纤维是石棉吗

玻璃纤维与石棉并非同一物质,尽管它们在一些方面可能有相似之处,但它们在结构和性质上存在明显差异。玻璃纤维是一种由细小的玻璃纤维组成的材料,具有优异的耐热性和抗腐蚀性能。与此不同,石棉是一种天然矿物纤维,曾经被广泛用于建筑和制造业,但由于其与健康的关联,现已逐渐被淘汰。

玻璃纤维的制备过程涉及将玻璃均匀拉成细小的纤维,这些纤维随后可以编织成布或与其他材料结合,用于各种应用,如建筑、航空航天和汽车工业。其优点之一是在高温环境下能够保持强度和稳定性,使其成为许多领域中首选的材料之一。

相反,石棉虽然在过去被广泛用于建筑和制造业,但由于其纤维在空气中释放时可能对呼吸道造成危害,已经引起了广泛关注。因此,为了保护工人和居民的健康,许多国家已经禁止或限制石棉的使用。

玻璃纤维扎手怎么处理

通常情况下,如果玻璃纤维扎在手上,可以在家中采取以下方法处理。首先,使用洁净的清水彻底清洗受伤处,然后用干净的毛巾轻轻擦干。接下来,将胶布粘贴在伤口上,迅速撕下,重复此步骤,检查玻璃纤维是否已完全清除,可以在灯光下进行仔细观察。

如果尝试多次仍无法清除,建议及时就医。医生通常会采用类似的方法,先用胶布粘附,然后迅速拔除。对于那些难以清除的情况,医生可能会使用镊子进行清创,用碘伏进行消毒,并逐渐用镊子将玻璃纤维小心地取出。在一些情况下,玻璃纤维可能仍然很难清理,此时建议持续使用胶布进行拔除。

如果玻璃纤维扎入皮肤深层,甚至找不到头部,但手部有感觉,可以观察几天。有些情况下可能会出现化脓和感染症状,玻璃纤维可能会随着化脓而逐渐露出。另一些情况下,即使不化脓或感染,稍微用手挤压时可能会露出小头部,这时可以用镊子小心地将其拔出。

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