山东玻纤集团股份有限公司
摘要:本文对玻璃纤维复合材料的合成机理进行分析。首先阐述玻璃纤维的基础类型,其次详细探讨了玻璃纤维及其复合材料的制备机理,最后分析玻璃纤维及其复合材料的应用。希望解析后,可给相关工作人员一些参考。
关键词:玻璃纤维;复合材料;合成机理
引言
玻璃纤维最初是美国研发出来的,因为该材料有其他材料所不具备的优势,比如绝缘性、耐高温、耐腐蚀、阻燃性等,可以将其应用到航空航天、军事、建筑等领域内,产生较高的综合价值。玻璃纤维材料是由多种材料组成的,比如氧化铝、氧化硼、氧化镁等等,这些材料在多种腐蚀介质的作用之下,依然可以保持较高的稳定性,达到良好的运行效果。玻璃纤维材料的吸湿性比较低,同时还具备非常高的隔热、防震等效果,但是其脆性比较大,必须有针对性的选择应用。目前我国在玻璃纤维材料应用中,多数都是以复合型材料的形式使用,保证材料的性能满足要求,提高使用的安全性。经过分析发现,玻璃纤维中的氧化硅是其内部网格结构组成的主要部分,氧化铝则会给材料的融化性产生影响,氧化镁则主要是影响材料的介电性能。随着玻璃纤维材料不断的发展,技术水平日益提升,很多专家、学者都在积极的研究,但是总体来说,我国的玻璃纤维材料远远落后于其他发达国家,还需要不断进步。
1玻璃纤维的分类
以国际上通用的分类法则展开分析,将玻璃纤维按照含碱量的差异展开分类,比如无碱玻璃纤维、低碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维。无碱玻璃纤维通常也可以叫做E玻璃纤维,其碱金属含量通常在0.5%左右,一般不会超过0.7%,广泛应用到玻璃钢增强材料中。在目前使用的玻璃纤维材料中,无碱玻璃纤维的耐水效果是最好的,但是耐酸性明显不足,耐碱效果良好。低碱玻璃纤维通常其碱金属含量在2%以内,总体来说材料的稳定性较好,但是电性、强度要稍微逊色于无碱玻璃纤维。中碱玻璃纤维通常也可以叫做C玻璃纤维,其碱金属含量一般为12%,一般可以用来制作乳胶基布、酸性过滤布等,耐水性相对较高,为二级水解级,耐酸性较之无碱玻璃纤维的效果更好。高碱玻璃纤维通常也可以叫做A玻璃纤维,其碱金属含量在15%以上,一般可以应用碎平板玻璃或者碎瓶子作为原材料制作,作为蓄电池隔离片使用,也可以进行管道包扎等,防潮的效果良好。但是我们也要注意,目前所有应用的玻璃纤维材料都是不耐碱的,所以如果需要在碱性条件下应用,必须对碱性的强弱有足够的了解,以保证其运行的效果合格。
2玻璃纤维及其复合材料的制备机理
玻璃纤维已经成为人们日常生活的重要材料之一,且随着技术的发展,玻璃纤维材料的性能和质量也在不断的提高,使用范围不断扩大。在玻璃纤维材料的生产中,加固的玻璃纤维生产环节有着较高的复杂性,对技术、器械都有着更高的要求。玻璃纤维及其复合材料生产的过程中,进行纤维尺寸的控制尤为重要,这关系产品的质量和性能。在玻璃纤维及其复合材料的制作中,通常需要在薄层结构的表面涂抹一层人造纤维,生产时必然会应用到浆料,这是非常重要的添加剂。因此,在生产中,加强浆料的控制,保证玻璃纤维的性能参数和指标符合要求,提高材料的总体性能。此外,因为玻璃纤维表面结构制作中,通常要进行聚合物的形成,了解影响性能因素,需要在复合材料的界面进行优化处理,保证材料的性能符合运行要求,提高总体的使用质量。
在玻璃纤维及其复合材料生产中,经过熔融处理的玻璃在自身重力的作用之下经过铂/铑合金衬套,该部件内存在大量的尖端孔喷头。通过衬板进行温度的调节,重要采取电加热的处理方式,保证温度处于合理的范围内,以保证玻璃材料的粘度效果合格。熔化之后的玻璃从套筒喷头缓慢的滴下,然后快速的形成细纤维材料,同时在套筒的下部形成了细水雾。在材料的成型与冷却的几毫秒时间内,通过设备快速给材料喷射浆料,以形成混合料。再应用设备将纤维卷成一股,同时传输到第二个制作阶段中,一般都会选择应用高速旋转或者切割的处理方式。一般来说,在旋转或者切割的操作中,必须在施胶后的几秒内全部完成操作。很多的生产系统内,都会采用水化学系统,其固体含量在0.05%-10%之间,具备特殊用途的材料。干燥时,需要在聚合物的成膜器上开展,将各个细丝全部都固定到一起,且与纤维接触的环节,不会发生保护丝损坏的情况。成膜剂的选择过程中,应该和预期的聚合物是融合的,达到施胶的标准。目前我国在玻璃纤维的生产中,施胶剂通常是硅烷,其聚合的性能较高,并且在结构表面和玻璃纤维发生化学反应。目前很多生产工艺中都会优先选择硅烷偶联剂,生产制造效率较高,综合运行效果良好,完全可以达到材料的性能要求。
3玻璃纤维及其复合材料的应用
3.1航空、国防领域
玻璃纤维应用到航空领域的历史较为长远,其在二十世纪的60年代就已经被应用到美国军方,此时主要是在洲际导弹发动机壳上使用,达到运行的要求,且能够减轻自重。除了可以单独应用外,玻璃纤维还可以制作为复合性的材料混合使用,比如防弹车、防弹衣等。航空飞行领域内,应用玻璃纤维制作雷达、内饰、机翼等部件,提高运行的效果,满足运行安全性要求,还能够减轻自重,综合性能极为优越。
3.2建筑材料领域
自从我国逐步的禁止采收河砂后,海砂、矿砂就成为人们使用非常普遍的无机非金属材料,但是在材料中存在的氯离子、硫酸物等导致其使用寿命比较低,影响总体的应用效果。在应用玻璃纤维复合材料之后,有效的促进钢筋等结构材料的耐腐蚀性提升,同时还能够减轻结构的自重。比如将玻璃纤维材料与聚乙烯醇混合制作的复合材料,保证结构的强度性能达到要求,还具备较高的耐碱性,柔性性能也会得到提升,满足多种恶劣条件下的应用。
3.3水泥基材领域
水泥是主要的工程材料之一,其性能非常优越,主要特点是抗压强度比较高,但是抗折、抗拉、抗冲击的性能则比较差,这也是水泥材料的主要弊端。在水泥材料中加入玻璃纤维材料后,制作成为复合型材料,提高材料性能,消除缺陷和问题。水泥中加入4%-5%的玻璃纤维,有效的提升材料的性能,达到恶劣条件下应用的要求。经过大量的实践经验总结可以发现,在水泥材料中加入玻璃纤维,有效的提升抗压强度,并且保证水泥材料的稳定性更高,一般可以提升超过44%。
4结语
玻璃纤维是一种性能优越的无机非金属材料,通过与其他材料混合后制作复合材料,性能的提升更加的明显。随着玻璃纤维材料性能不断提升,生产能力也在提升,被大量的应用到航空、军事、工程等领域内,为社会的发展和进步做出必要的贡献。但是目前玻璃纤维在生产制作中,依然有很多的问题,必须要积极的探索和应用,才能发挥出玻璃纤维材料的优势,为社会发展做出贡献。
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