玻璃纤维

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料。该材料的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性、机械强度都非常高，常用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料、电路基板等国民经济各个领域，是国家重点鼓励发展的新材料产业。在石油、化工、建筑、环保以及航空、国防等领域广泛应用。

玻璃纤维的化学成分随产品要求的性能不同可以有很大差异。主要成分为SiO2, Al2O3,CaO,B2O3,MgO,Na2O等。根据化学成分中碱金属氧化物含量的不同可分为: 无碱玻璃纤维 (氧化钠0～2%, 简称“E”玻璃),中碱玻璃纤维(氧化钠8～12%),高碱玻璃纤维(氧化钠>13%,简称“A”玻璃)。按照玻璃纤维的形态分类有连续玻璃纤维(拉成无限长的纤维)、定长玻璃纤维(长度有限、长短不均)、玻璃棉(疏松絮状短细纤维)。另外还有特殊用途的品种,如,高强度玻璃纤维 (又称“S”玻璃纤维)、高弹性模量玻璃纤维(又称“M”玻璃纤维)、低介电损耗玻璃纤维(又称“D”玻璃纤维)、耐化学玻璃纤维 (又称“C”玻璃纤维)。用玻璃纤维可以制成各种类型的纤维纱、无捻粗纱、线、绳、带、各种类型的布、毡、板、纸管壳等材料, 也可以制成玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)、增强橡胶、增强水泥、增强石膏等物质。生产玻璃纤维的主要原料有石英砂、氧化铝、叶蜡石、石灰石、白云石、纯碱、硼砂等。玻璃纤维是由玻璃制成的纤维状材料，按其形状和用途可分为长纤维、短切纤维、光学纤维和特种玻璃纤维。
长纤维根据组成和性能，又可分为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维和高碱玻璃纤维等。
无碱玻璃纤维电绝缘性能好、机械强度高、耐水性好，多用于电绝缘材料及塑料、橡胶制品的增强材料。
中碱玻璃纤维耐酸性好，但机械强度较差，可用作酸性过滤布、胶乳布基材等。
高碱玻璃纤维含碱金属氧化物14%以上，耐水性和机械强度较差但耐酸性好。其薄毡可用作电瓶隔离片、耐酸塑料增强材料或沥青油毡基材；其布则可用于管道包扎。
短切纤维可由长纤维切短制成，或采用玻璃熔液通过离心法或火焰喷吹法直接制成，主要用于增强材料和隔热、吸音材料。
特种玻璃纤维是指在玻璃成分中加入特殊组分，使其在机械强度、弹性模量、导电、半导体、耐辐照、耐化学侵蚀等方面具有特殊性能的纤维。例如：
高强度、高模量玻璃纤维用于增强复合材料；
超细纤维用于宇航制品；
耐辐照纤维用于原子能工业；
半导体纤维用于防晕材料；
耐碱纤维用于增强水泥等。
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6.3～6.9 g/d，湿润状态5.4～5.8 g/d。密度2.54。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。对氢氟酸和磷酸浸渍的无机酸和有机酸的耐化学药品性很强。长纤维用作电绝缘材料，纤维增强塑料，屏蔽材料，滤波器和磨具补强材料等。
短纤维用作建筑、冷藏库、工业装置等的隔热、保温、隔音材料、防腐蚀材料及蓄电池材料等。
光学纤维用作光学像的输送。广泛用作绝缘材料、吸声材料和建筑材料等用作过滤材料或高级隔热材料、吸声材料将硅石粉36.43%，石灰石粉19.70%，氧化铝14.5%，碳酸镁10.75%，萤石粉0.74%，碳酸钡0.43%，硼酸17％，亚砷酸0.45％等原料混合均匀，粒度在100～150目，放入槽炉中在1500℃的温度下熔解一昼夜，制成玻璃坯料。然后在纺丝炉中供给玻璃坯料，在炉的底部有100～200个小孔，从孔将熔融的玻璃以300m/min的高速度射出，制得长纤维，短纤维是将熔融状的玻璃通过吹入压缩空气或火焰等使其飞散即成短纤维。[1] 李恒德主编;刘伯操,韩雅芳,周瑞发等副主编.现代材料科学与工程辞典.济南:山东科学技术出版社.2001.第500-501页
[2] 无机非金属新材料系列简介一——玻璃纤维和特种玻璃纤维[J].中国建材,1990,(06):28-29+34.DOI:10.16291/j.cnki.zgjc.1990.06.016.
[3] 薛子航,蹇思豪,韩敏航,等.玻璃纤维增强二氧化硅气凝胶毡的低成本制备及性能[J].应用化学,2025,42(10):1361-1374.DOI:10.19894/j.issn.1000-0518.250019.
[4] 熊新月,陈文仁.玻璃纤维与块状玻璃折射率差异研究[J].先进无机纤维,2025,(06):21-24.DOI:10.13354/j.cnki.cn32-1129/tq.2025.06.007.