玻璃纤维板：特性、缺优点和应用

介绍

本文将深入探讨玻璃纤维板。您将了解有关以下主题的更多信息：

1. 什么是玻璃纤维板
2. 玻璃纤维的特性
3. 玻璃纤维的种类
4. 玻璃纤维的应用和用途
5. 玻璃纤维板的缺点和优点
6. 还有更多…

第1章：什么是玻璃纤维板及其制造过程？

玻璃纤维板是由用塑料增强的小直径超细玻璃制成的薄片。这些板材具有出色的抗拉强度，耐腐蚀、防火和耐化学品，如有机溶剂、漂白剂和酸。玻璃纤维板最有价值的方面是它们的强度重量比，这是由于纤维承载负载，而塑料分配重量。玻璃纤维板的厚度范围从1.5毫米到75毫米不等。

玻璃纤维的组成

玻璃纤维由玻璃纤维交织在树脂基体中组成。虽然所有玻璃纤维基本相同，但原材料的数量及其比例存在差异。基本原料是硅砂、纯碱和石灰石，硼砂、煅烧氧化铝、菱镁矿、高岭土和长石含量不同。硅砂形成玻璃纤维长丝的玻璃部分，而纯碱和石灰石降低玻璃的熔点。其他成分，如硼砂，会改变玻璃纤维的特性和特性。

第2章 玻璃纤维板和板材是如何制造的

玻璃纤维板和面板的制造始于玻璃纤维的制造。尽管玻璃纤维的生产有某些专有方法，但该过程的基础保持不变，从制造玻璃纤维开始。挤压用于制造玻璃纤维，这是一种迫使熔融材料通过衬套的过程。制造过程从原材料的熔化开始，原材料通过带有200至3000个超细孔的衬套或喷丝头挤出。当长丝离开挤出机时，它们与用于成型和成型它们的树脂结合。两种类型的长丝是连续长丝和订书钉长丝。细丝被调整尺寸（涂有化学饰面）并捆绑成粗纱。粗纱中长丝的数量和数量以及单根长丝的厚度决定了玻璃纤维的重量，玻璃纤维的重量以产量表示。

玻璃纤维配料

玻璃纤维制造的初始阶段称为配料。这是准备将原材料送入炉中的时候。在此阶段，必须仔细称量准确的原材料并彻底混合（分批）。由于技术的进步，使用计算机称重单元和封闭式材料运输系统，配料已经自动化。

玻璃纤维的熔化

该批次在制备完成后被送入炉中，在那里它会熔化。原料被送入熔炉开始熔炼过程。电力、化石燃料或两者的组合可用于加热炉子。必须精确控制温度，以保持熔融玻璃的平稳流动。窑炉通常分为三个部分，带有通道和辅助玻璃流动。窑炉的第一部分是批次首次进料、熔化、提高均匀度和去除气泡的地方。然后，熔融玻璃流入精炼机，在那里冷却，其温度降低。最后一部分是火炉，其下方是一系列四到七个衬套，用于将熔融玻璃挤出成纤维。

纤维形成

熔化后，下一阶段是纤维化。在这个阶段，熔融玻璃形成纤维。玻璃纤维形成或纤维化涉及挤出和衰减的组合。在挤压过程中，熔融玻璃通过由具有非常细孔的抗侵蚀铂/铑合金制成的衬套从火炉中排出。细丝在退出时由水射流冷却。挤出的流通过衰减被拉成直径范围为4-34微米（μ）的细丝。高速卷绕机捕获熔融流并施加张力，产生细丝。不同的工艺用于形成纤维，主要类型是连续长丝和短纤维工艺。

连续长丝工艺

通过连续工艺，生产无限长度的玻璃纤维长丝。当熔融玻璃流过衬套时，高速卷绕机会捕获绞线并以非常高的速度缠绕它们。该工艺生产玻璃纤维纱线。

短纤维工艺

通过短纤维工艺，熔融材料通过小开口，然后压缩空气射流将熔融材料流转化为细长的纤维，形成编织成纱线的条子。

玻璃纤维涂层

化学涂层是应用化学涂层或施胶的最后阶段。施胶量在0.5%至2.0%（重量）之间，包括粘合剂、润滑剂和偶联剂。使用润滑剂可以减轻细丝的磨损，从而最大限度地减少收集时的断裂和缠绕到成型包装中。长丝使用织布机和其他加工机加工成织物。偶联剂有助于将纤维吸引到特定的树脂化学成分中。这加强了纤维和基质粘合剂粘合的界面，并改善了树脂的润湿性。根据施胶化学成分，纤维可以与环氧树脂更相容，有些与聚酯树脂相容。通过将润滑剂添加到粘合剂中或直接喷涂在纤维上，可以减少纤维磨损。

无纺布玻璃纤维毡

纤维分散

经过处理的纤维用于开始生产可用于制造玻璃纤维板的玻璃纤维垫的过程，并且是一种无纺布的高质量材料。玻璃纤维有多种长度和直径，这会影响无纺布玻璃纤维的性能。大直径、长纤维产生与小直径短纤维完全不同的垫子形式。纤维被分解并悬浮在制浆系统中，以产生均匀的混合物，其中白水化学用于保持纤维悬浮。如果没有加工化学品的帮助，纤维会结块在一起。该工艺的这一方面对于玻璃纤维垫的质量至关重要。

垫子成型

垫子成型是一个闭环过程，在这种情况下，使用水系统。制浆过程结束后，纤维均匀分布在垫子成型机的整个宽度上。对机器的调整决定了垫子的特性及其性能。在消光过程中，纤维的方向和方向会发生变化。纤维取向决定了玻璃纤维毡的表面质量和强度。

捆绑

一旦形成垫子并达到纤维的方向，垫子的强度就会低，这需要使用粘合剂。多年来，已经生产了各种类型的粘合剂，现代粘合剂不含甲醛和生物基。在这个阶段，垫子可以像布一样软，也可以像层压板一样硬。

干燥

在干燥过程中，从无纺布垫上除去水，粘合剂固化。必须仔细控制干燥条件，以确保垫子的质量。

编织玻璃纤维

编织玻璃纤维是一种纤维含量高的重型玻璃纤维布。它的创建很像织物布，其中经线和填充线以直角交替交叉。两种类型的编织工艺是斜纹和缎布。使用缎面编织，一根填充纱线经过三到七根经线，然后到达另一根经线。较直的线通过增强纤维使编织更坚固。斜纹编织是平纹和缎面编织的组合。

编织粗纱玻璃纤维

编织粗纱玻璃纤维具有由连续长丝产生的纤维含量增加，非常坚固，并且用于增加层压板的厚度。它具有粗糙的质地，这使得它难以与其他编织粗纱材料结合。为了克服这一困难并生产编织粗纱玻璃纤维层，在编织粗纱板之间放置了哑光玻璃纤维层。

制造玻璃纤维面板和板材

玻璃纤维的生产是生产各种玻璃纤维产品的开始，包括玻璃纤维板和面板。玻璃纤维材料的类型，如编织粗纱，垫子和各种类型的编织玻璃纤维，是不同类型的大型平板玻璃纤维的初始材料。组合玻璃纤维，取决于纤维的厚度，可以是厚而重的，也可以像细布一样轻。玻璃纤维面板和板材的形成过程称为拉挤成型，它不同于挤出。通过拉挤成型，拉动系统将组合材料拉动通过拉挤成型机。该工艺包括树脂（如聚酯、环氧树脂或乙烯基酯）、填料和添加剂的树脂混合物，以及轧制玻璃纤维毡或粗纱形式的增强纤维。拉挤成型是一种连续工艺，可生产不同长度的玻璃纤维零件和材料。.拉挤成型过程从垫子或粗纱被树脂混合物饱和或润湿并拉过加热的成型模具开始。树脂的硬化从模具的热量开始，在那里形成固化的刚性轮廓。这个基本过程根据最终玻璃纤维面板或板材的几何形状而有所不同。当增强材料（垫子或粗纱）离开树脂浸渍器时，将其定位为待成型。预成型机在材料进入模具之前挤出多余的树脂。在模具中，热固性反应被激活以固化材料的复合材料。面板或板材固化后，将它们切割成特定长度，然后让它们冷却以避免开裂和变形。

表面面纱

板材和板材制造过程的一个方面是在板材或板材的顶部和底部添加表面面纱。在将热固性树脂浸渍到玻璃纤维毡或粗纱之前加入表面面纱材料。它为完成的板材或面板提供光滑均匀的表面。表面面纱由分散玻璃或聚酯纤维制成，具有保护性能。

第4章 玻璃纤维和增强复合材料的性能

玻璃纤维的特性使其成为各种应用的理想选择。当用添加到玻璃股上的复合材料增强时，它具有额外的好处。

耐久性

玻璃纤维板用纤维增强，使板具有不同程度的柔韧性和强度。板材重量轻，结构坚固耐用。它们具有无孔表面，树脂含量高，不会保持水分，这使得它们在各种环境中都很有用。

电气特性

玻璃纤维是一种极好的绝缘材料，即使在较薄的层中也是如此。低吸湿性、高介电强度和低介电常数的组合使其成为理想的材料。

玻璃纤维不燃性

玻璃纤维是不可燃的，因为它是一种矿物材料。它具有很高的耐热性。玻璃纤维不支持或传播火焰，如果暴露在热中，它不会释放有毒产品或烟雾。它不会燃烧，基本上不受工业加工中使用的固化温度的影响。玻璃纤维在极高温度下将保持约50%的强度。

良好的耐化学性

玻璃纤维对大多数化学品的侵蚀具有很强的抵抗力，并且耐腐蚀。

尺寸稳定性

玻璃纤维是一种尺寸稳定的工程材料。它对温度和湿度的变化不敏感，因此非常稳定。由于线性膨胀系数低，因此在暴露于极高或极低的温度后，它不会翘曲，弯曲，变形或收缩。

与有机基质的相容性

玻璃纤维可以具有不同类型的尺寸，这在玻璃和基质之间形成粘合，并且可以与许多合成树脂和某些矿物基质（如水泥和石膏）结合。

导热

玻璃绞线复合材料的使用消除了热桥接，与石棉和有机纤维相比，可以节省大量热量。玻璃纤维是一种很好的隔热材料，因为它的表面积与重量之比很高。

不可生物降解的玻璃纤维

玻璃纤维保持其形状，不受啮齿动物和昆虫的作用的影响。它也不会腐烂，也不受大多数化学物质和天气的影响，因为它不会分解。

防潮性

当暴露在水中时，玻璃纤维的形状不会改变。它不吸收水分，因此在物理和化学上保持不变。

第5章 玻璃纤维的种类

不同比例的不同原料可用于形成玻璃纤维。形成的玻璃纤维可分为以下类型：

A-玻璃类型

A玻璃也被称为碱玻璃或钠钙玻璃，具有耐化学性。它是最常见的玻璃纤维类型，主要用于制造玻璃容器，如食品和饮料的罐子和瓶子以及窗玻璃。苏打石灰便宜得多，化学稳定，坚硬且可行。钠钙可以重新熔化和软化，因此最适合玻璃回收。A型玻璃主要由石灰，苏打，氧化铝，白云石，二氧化硅和硫酸钠等整理剂制成。A-玻璃纤维可以发现：平板玻璃 – 用于制作窗户。浮法工艺用于平板玻璃成型。与容器玻璃相比，它具有较多的氧化镁和氧化钠以及较少量的二氧化硅、氧化铝和氧化钙。容器玻璃 – 通常用于制造容器。它是通过吹气和压制制造的。容器玻璃在用于食品和饮料储存的容器中化学耐久性更强，因为它的水溶性离子（如钠和镁）含量低。

爱德万特玻璃纤维型

Advantex玻璃具有耐酸腐蚀性。由于其熔点较高，它可用于热波动较大的应用。Advantex玻璃纤维含有大量的氧化钙，通常用于易腐蚀的结构中。此外，Advantex玻璃还可用于石油工业、采矿业、污水处理系统和发电厂。

AE玻璃类型

这是耐碱玻璃。

AR-玻璃纤维类型

AR玻璃也被称为耐碱玻璃。它专为混凝土使用而设计。这是通过氧化锆实现的，氧化锆被添加到AR玻璃结构中，因此玻璃纤维可以应用于混凝土中。当用于混凝土时，AR玻璃可防止开裂，从而为混凝土提供柔韧性和强度。AR玻璃不易溶解在水中，通常不受pH值变化的影响。AR玻璃不会生锈，可以很容易地添加到钢混合物和混凝土中。

C-玻璃类型

C型玻璃也称为化学玻璃，具有良好的耐化学冲击性。C型玻璃在受到腐蚀性环境时提供结构平衡。大量的硼硅酸钙促进了这种情况。制造中使用的A型玻璃型化学品的pH值对C型玻璃具有很高的耐受性，无论环境是碱性还是酸性环境。因此，C型玻璃可以用作用于盛放化学品和水的储罐和管道的外层层压板的表面组织。

C-玻璃结构组成表

D-玻璃纤维类型

D-玻璃因其介电常数低而广受欢迎。这得益于其结构中存在三氧化二硼。D-玻璃型玻璃纤维通常用于光缆、炊具和电器。

电子玻璃类型

E玻璃又称电工玻璃，具有良好的电绝缘性能。它是一种碱玻璃。它易受氯离子影响，不能用于海洋应用。它是一种用于航空航天和工业应用的轻质复合材料。电子玻璃由于其悬垂特性而更清洁。它最初被开发用于电气应用，但现在也用于许多其他领域。玻璃增强塑料也可以由热固性树脂组合制成。然后，玻璃增强塑料可用于制造面板和板材，这些面板和板材广泛应用于各种行业。可以保护结构完整性免受任何机械冲击。电子玻璃在各行各业中非常受欢迎，因为它具有高强度，更便宜，不易燃，高刚度，不湿敏，密度低，电绝缘，耐热，并且可以在各种条件下保持强度。

电子玻璃结构组成

ECR 玻璃纤维型

ECR玻璃纤维又称电子玻璃纤维。与电子玻璃相比，它具有耐酸碱性、防水性能、高耐热性、更低的漏电性、更高的表面电阻和机械强度。其性能通常优于E玻璃性能。与许多其他类型的玻璃纤维不同，ECR玻璃制造工艺是环保的。ECR玻璃纤维用于制造具有更长使用寿命的透明玻璃纤维增强板。ECR玻璃具有优异的耐酸性，耐水性和耐碱性，因此更耐用。

R-玻璃、S 玻璃或 T 玻璃纤维类型

相同的玻璃纤维可以称为R玻璃，S玻璃和T玻璃。它们的模量、酸性强度、润湿性能和拉伸强度优于E玻璃。R-玻璃可应用于航空航天和国防工业。它是一种高性能和行业特定的玻璃纤维，小批量生产。

S型玻璃型

S玻璃也称为结构玻璃。它因其机械性能（包括刚度）而广受欢迎。当抗拉强度是一个关键考虑因素时，S型玻璃最有用。因此，S型玻璃通常用于飞机和建筑环氧树脂。

S2-玻璃纤维类型

这是性能最好的玻璃纤维类型。与其他玻璃纤维类型不同，二氧化硅在S2玻璃中的含量更高。因此，S2玻璃具有高抗压强度，耐高温，更好的性价比和高抗冲击性等性能。由于其性能优于传统的玻璃纤维类型，S2玻璃通常用于纺织和复合材料工业。

Z-玻璃纤维类型

Z-玻璃可用于各种行业，例如混凝土加固行业，用于制造透明产品。Z-玻璃可用于制造3D打印纤维。Z 玻璃因其高耐酸性、耐碱性、抗紫外线性、机械性、耐刮擦性、耐盐性和耐磨性而可靠耐用。

第6章 玻璃纤维的应用

本章将讨论玻璃纤维的应用和用途。玻璃纤维有多种形式，以适应各种应用，主要有：

玻璃纤维胶带

玻璃纤维胶带因其隔热性能而广受欢迎，由玻璃纤维纱线制成。玻璃纤维胶带广泛应用于热管道、包装容器等应用。

玻璃纤维布

玻璃纤维布可以作为玻璃长丝纱和玻璃纤维纱存在。玻璃纤维布通常用于屏蔽防火帘等材料的热量。

飞机和航空航天工业

飞机和航空航天工业需要轻质稳定的材料。S玻璃玻璃纤维板是该行业中使用最多的，因为它们具有良好的机械性能，如高强度，高层压强度重量比。它们在高温下具有最高的保留率。它们用于制造机翼、直升机旋翼叶片、飞机装甲、飞行甲板装甲、地板和飞机座椅。S-玻璃玻璃纤维板没有导电性，并提供低雷达热剖面。

建筑业

玻璃纤维板的机械性能优于传统建筑材料，使其适用于建筑行业。它们重量轻、易燃、抗冲击、强度高。玻璃纤维板用于商业、住宅和工业建筑的建设，从浴室到游泳池再到工业建筑的天窗。玻璃纤维板用于生产房屋建筑构件，例如屋顶层压板、屋顶板、门环绕、门顶檐篷、窗檐和天窗、烟囱和窗户。

消费品

在消费品中，玻璃纤维可用于制造家具框架和/或成品，例如隔板屏幕，装饰托盘，墙牌，运动器材，游乐场设备等。由于其更高的强度、轻质、成型性、耐用性、耐磨性和腐蚀性，它被用作这些消费品的主要材料。

耐腐蚀储罐

玻璃纤维是制造必须耐腐蚀的设备或机械的最佳材料。有些物品必须耐腐蚀，因为它们会暴露在不利和恶劣的环境中。玻璃纤维板用于制造储罐，以帮助它们使用寿命更长。它们用于能源生产行业，以制造耐腐蚀设备，如地下油箱、储罐和冷却塔。

海洋工业

玻璃纤维由于其耐用性和强度而通常用于船舶工业。在船舶工业中使用玻璃纤维的主要优点之一是它可以很容易地模制成不同的形状。因此，玻璃纤维可以广泛使用。它用于制造各种尺寸的船只和海洋中使用的其他设备。它也用于码头的生产。码头会被咸海水腐蚀、生锈和损坏，因此这里使用玻璃纤维进行保护。

汽车工业

玻璃纤维板在汽车工业中广泛用于形成汽车的面板、侧面、盖板和其他设计因素。随着汽车轻量化的需求增加，以减少气体消耗，玻璃纤维板已成为减轻汽车重量但提供耐用性和强度的必要基础材料。玻璃纤维板易于成型，为工程师提供了创建任何设计的灵活性。玻璃纤维中高比例的树脂为引擎盖的制造创造了光滑的表面，并有助于降低空气动力学损失。由玻璃纤维制成的常见汽车零件是前后保险杠、引擎盖、车门和铸件。它被广泛用于运动以减轻体重。

火车和有轨电车

据估计，火车和公共汽车的大部分外部车身都是由玻璃纤维板制成的。由于空气动力学的重要性，高速列车依靠玻璃纤维的强度重量比和光滑的表面。除了使用玻璃纤维板制造火车和公共汽车外部外，它还用于车厢设备的内饰和护罩。对运输业至关重要的是阻燃材料，这使得玻璃纤维板非常适合火车和有轨电车的建造。

玻璃纤维光栅

玻璃纤维光栅是一种复合材料，通过将树脂与玻璃纤维相结合制成，以产生具有建筑吸引力和耐腐蚀的光栅。它重量轻、阻燃且不导电，非常适合工业结构，如架空地板、消防通道和排水盖。使用玻璃纤维光栅的一个主要因素是与金属格板相比，它的安装容易程度。两种类型的玻璃纤维光栅是模制和拉挤。模制玻璃纤维光栅是在模具中创建的，具有各种厚度、图案和尺寸。方形网状图案可以将其切割用于地板布局。矩形模压玻璃纤维格板用于沟槽盖和走道。每种类型，正方形或矩形，都可以提供防滑表面。用于制造玻璃纤维格板的拉挤工艺可生产成光栅形状连接的型材。它们非常耐用、耐腐蚀且维护成本低。拉挤玻璃纤维格板能够在更长的跨度上支撑负载，并通过树脂浴和加热模具拉制玻璃纤维粗纱和垫子来生产。承重杆和横杆用凹槽拉杆锁定。

第7章 玻璃纤维的优缺点

本章将讨论玻璃纤维板的缺点和优点以及选择玻璃纤维板时的注意事项。

玻璃纤维的缺点

玻璃纤维板可能有缺点，包括：

• 它们不能分解，因此是处理的主要问题，并造成环境挑战。
• 在工作场所长时间接触玻璃纤维可能会对健康造成危害，并且是职业健康和安全的主要问题，因为它会对皮肤、眼睛和呼吸系统造成刺激。
• 它需要一遍又一遍地重新凝胶涂覆，这可能会导致空气中的纤维，这可能对哮喘患者健康有害。

玻璃纤维板的优点

然而，玻璃纤维板的优点大于缺点。这些优势包括：

• 玻璃纤维重量轻，同时非常坚固。它可以比钢更坚固，因此更容易使用玻璃纤维代替钢，因为它需要更少的人力并且更容易使用。
• 可以模制成各种复杂的形状。它是一种非常灵活和多功能的材料，可以按照所需的规格进行模塑。
• 耐腐蚀玻璃纤维对许多化学品具有耐腐蚀性，这使其成为使用腐蚀性化学品的理想材料。
• 紫外线稳定性 – 它们具有高紫外线抑制剂，可防止它们因降解而降解，对电磁辐射透明。
• 玻璃纤维是非磁性的。
• 它不受环境影响，适用于各种天气。它在雨中或阳光下保持完好无损。
• 在许多情况下，它具有化学惰性。
• 它是不导电的，是良好的电绝缘体。
• 它不会收缩、生锈、燃烧或膨胀。
• 经久耐用，即使在不利的条件下，它的使用寿命也比大多数材料更长。
• 它价格实惠且经济实惠。与例如在建筑行业可能使用的其他材料相比，购买起来非常便宜，不仅便宜，而且几乎不需要维护，这意味着维护成本将被消除。
• 玻璃纤维可以使用不同的技术方法回收，这意味着它可以反复使用。

选择玻璃纤维板时的注意事项

在选择玻璃纤维类型之前，首先要考虑项目的类型和成品的需求。需要考虑的是损坏容限、机械和物理性能，这对相关项目有利。确保还考虑成本。之后，将发现与其他替代材料进行比较并选择最合适的一种。

结论

• 玻璃纤维板是由用塑料增强的小直径超细玻璃制成的薄片。这些板材具有出色的抗拉强度，耐腐蚀、防火和耐化学品，如有机溶剂、漂白剂和酸。
• 玻璃纤维板和面板的制造始于玻璃纤维的制造。尽管玻璃纤维的生产有某些专有方法，但该过程的基础保持不变，从制造玻璃纤维开始。
• 玻璃纤维面板和板材的形成过程称为拉挤成型，它不同于挤出。通过拉挤成型，拉动系统将组合材料拉动通过拉挤成型机。
• 玻璃纤维板用纤维增强，使板具有不同程度的柔韧性和强度。板材重量轻，结构坚固耐用。
• 玻璃纤维板的基本原料是硅砂、纯碱和石灰石，硼砂、煅烧氧化铝、菱镁矿、高岭土和长石的含量不同。