【正文】 860 1560 720 61 纖維 直徑和長度 對 拉伸強度 的影響，可用 “ 微裂紋理論 ”給予解釋： 隨著纖維 直徑的減小 和 長度的縮短 ，纖維中 微裂紋的數(shù)量和 大小 就會相應地 減小 ，這樣 強度 就會相應地 增加 。 58 由于 表面微裂紋尺寸和數(shù)量較小 ，從而減少了應力集中 ，使纖維具有較高的強度。一般 玻璃制品 的拉伸強度只有 40 ~ 100 MPa，而直徑 10 μ m以下的 玻璃纖維 拉伸強度可達 1000 MPa以上，而直徑 5 um以下的 玻璃纖維 拉伸強度可達 2400 MPa。 e s （ 1） 呈脆性材料特征 57 （ 2）玻璃纖維的拉伸強度較高，但模量較低。處理劑對提高玻璃鋼的耐候性是十分明顯的。 3 化學處理劑 55 事實證明，玻璃纖維及織物經(jīng)過適當?shù)谋砻嫣幚砗?，不僅改進了玻璃纖維的耐磨、防水、電磁絕緣等性能，而且對玻璃鋼的強度，特別是濕態(tài)下的強度提高有顯著的效果。 采用各種表面處理劑對玻璃纖維及織物進行表面處理、從而提高玻璃纖維與合成樹脂間的粘結性能，已成為提高玻璃鋼基本性能的重要途徑之一。表面處理劑處于玻璃纖維與合成樹脂之間而使這兩種性質(zhì)不同的材料牢固地連接在一起，所以表面處理劑也叫做“偶聯(lián)劑”、“架橋劑”。 增強型浸潤劑 54 玻璃鋼的性能不僅與所用的增強材料、合成樹脂有關，面且在很大程度上還與增強材料和合成樹脂的界面結合好壞有關。必須根據(jù)樹脂類型考慮采用何種浸潤劑。因此，在玻璃鋼成型時不必除去，可直接使用。 （ 2）淀粉型 53 由粘合劑、潤滑劑、乳化劑等組份，配成拉絲用的浸潤劑，在拉絲過程中直接被覆于玻璃纖維表面，這種浸潤劑稱為增強型浸潤劑。 ④ 輔助劑 。 常用的有壬酸酰胺 、 硬脂酸四乙烯五胺等 。 在配方中主要起潤滑和軟化淀粉干性膜的作用 。 ② 動 、 植物油 。 分子結構主要有直鏈型和支鏈型兩種 ， 性能有較大差別 。 ? 石蠟型 52 主要組分及其作用 ① 淀粉 。 其主要成分為聚氧乙烯脂肪酸醇 。 對纖維的粘結性 、 集束性有較好作用 。 ⑤ 固色劑或固色粉 ， 這是一種水溶性線型初聚體樹脂 。 ④ 硬脂酸 ， 即十八烷酸 。 一般選用滴點在45℃ 以上 。 用于浸潤劑的石蠟一股選擇熔點為 5560℃ 。 中國使用的紡織型浸潤刑主要是 石蠟型浸潤劑 ,國際上廣泛使用的是 淀粉 油浸潤劑 。 50 浸潤劑的種類 紡織型浸潤劑 紡織型浸潤劑具有良好的集束性 、 潤滑性 、 成膜性和抗靜電性 。因此，纖維剛拉出之后，立即被覆一層保護簿膜 —— 浸潤劑，具有很大意義。在拉絲和紡織過程中。浸潤劑可分為 紡織型浸潤劑 和 增強型浸潤劑 。 池窯法 46 池窯拉絲單元窯 47 48 池窯拉絲與坩堝拉絲相比較，具有如下 優(yōu)點 ： 省去制球工藝，簡化工藝流程，效率高； 池窯拉絲一窯可安裝 10塊到上百塊漏板 易實現(xiàn)自動化 適于多孔大漏板生產(chǎn)玻璃鋼適用的粗纖維； 生產(chǎn)的廢紗便于回爐。 拉絲工藝布置 45 池窯法是將玻璃配合料直接投入窯內(nèi)熔融 、 澄清 、 均化后 ， 經(jīng)漏板之漏孔流出 ，根據(jù)制品性能要求 ， 單絲被涂敷不同類型的浸潤劑 ， 單絲集束或分槽集束后 ，被拉絲機卷繞成絲餅 。 （ 1）鉑銠合金漏板 玻璃纖維成型裝置 41 （ 2）絲根冷卻器 42 ⑶ 單 絲 涂 油 器 43 （ 4）噴霧器、集束器、分束器 ⑶ 44 拉絲工藝布置是將纖維成型裝置合理地布置在拉絲生產(chǎn)線上 。 38 Ⅱ. 代鉑坩堝 可分電熔式和電阻式兩種。 生產(chǎn)工藝由 制球 和 拉絲 兩部分組成 整個拉絲過程中加球和拉絲溫度控制是由自動控制裝置來完成的 坩堝法拉絲工藝 36 加料斗 鉑金坩堝 漏絲板 單絲 浸潤劑槽 集束輪 排線器 拉絲卷筒 圖 21 坩堝拉絲法制備玻璃纖維示意圖 37 坩堝材料及結構 ① 坩堝材料的分類 一類為耐高溫 、 耐玻璃液侵蝕 、高溫強度高的鉑銠合金；另一類為人工合成或天然的耐火材料 。 實踐表明 ， 這種含鎂無堿配方對耐火材料無明顯加劇侵蝕的現(xiàn)象 ， 對生產(chǎn)的無堿玻璃纖維的電氣性能和機械性能也無影響 ， 因此硼鎂礦在我國無堿玻璃纖維生產(chǎn)中的應用有著光明前景 . 34 （ 2） 輔助原料 ①助熔劑 :螢石 (CaF2,含量 97%) ② 澄清劑 :芒硝 (硫酸鈉，含量 95%以上 ) ⑥ 引人氧化鎂 (MgO)的原料 通常用白云石來引人 MgO。 西藏硼鎂石中 B2O3 含量約為 32％ ， MgO含量約為 16％ 。 33 ④ 引入氧化硼 (B2O3)的原料 無堿玻纖生產(chǎn)通常使用土耳其生產(chǎn)的天然硼鈣石 (含 B2O3 43％ ~44%)以引入 B2O3 ， 它價格較低 ， 與硼酸或氧化硼等化工原料比 ， 其在玻璃熔制時揮發(fā)損失小 ， 缺點是成分不穩(wěn)定 。 玻璃生產(chǎn)中經(jīng)常使用的是比硅砂粒度稍小的粒化堿 。 通常用的原料是純堿 。 生產(chǎn)玻璃纖維所用的玻璃原料 32 ② 引入氧化鋁（ Al2O3)的原料 引入氧化鋁的適宜原料是含堿量低的瓷土。 （ 1） 主要原科 ① 引入二氧化硅 (SiO2)的原料 纖維玻璃中的 SiO2主要由硅砂引入 ， 硅砂可分為天然和人造兩種 。 前者指能形成玻璃網(wǎng)絡結構 、 并能改進網(wǎng)絡結構的一些原料 。 二氧化硅四面體的三維網(wǎng)狀結構是決定玻璃性能的基礎 (圖 )， 填充的 Na、Ca等陽離子稱為網(wǎng)絡改性物 。 玻璃 沒有固定的熔點 ，隨著溫度的升高，逐漸由固體變?yōu)橐后w，其軟化溫度范圍比較大。 玻璃是無色透明具有光澤的脆性固體 。 一般 5μm －10μm 纖維作為紡織制品用； 10μm － 14μm 的纖維一般做無捻粗紗 、 無紡布 、 短切纖維氈等較為適宜 。 對于單絲直徑小于 4μm 的玻璃纖維稱為 超細纖維 。 AR： 耐堿玻璃 ECR： 耐化學腐蝕無硼無堿玻璃 26 （ 1） 按纖維的長短可分為 定長纖維 和 連續(xù)纖維 。 D： 介電性能優(yōu)良的 (低介電 )玻璃 。 C： 耐化學侵蝕 (中堿 )玻璃 。 25 上述玻璃纖維目前實際的產(chǎn)量及價格差異甚大 ， 下表簡要地說明了這一情況 ， 并可知無堿玻璃纖維是世界玻璃纖維的主流 。 這是美國歐文斯 ~科寧公司的專利 ， 是專為地下管道 、 貯罐等開發(fā)的新品種 。 這種陶土坩堝拉制的高堿玻璃纖維由于性能很差 ， 國家不允許將其應用在玻璃鋼生產(chǎn)中 。 在國外主要用在生產(chǎn)玻璃棉 、 屋面瀝青增強材科中 ， 也可將 A玻璃用于大輥筒拉絲工藝中 ， 生產(chǎn)各種玻璃鋼用的表面氈或連續(xù)原絲氈 ， 主要是利用其耐酸性較好 ， 可以置于玻璃鋼表面層 ， 提高制品耐化學性 。 我國已有生產(chǎn) ， 法國圣戈班公司也在北京建立一座專門生產(chǎn)耐堿玻璃纖維的工廠 。 而耐堿纖維因含有 16％ 的 ZrO2， 故耐堿性大為增加 。 22 ⑷ AR玻璃纖維 亦稱耐堿玻璃纖維 ， 主要是為了增強水泥而研制的 。 用它們生產(chǎn)的玻璃鋼制品多用于軍工 、 空間 、 防彈盔甲及運動器械 。 21 ⑶ 高強玻璃纖維 美國歐文斯 — 科寧公司生產(chǎn)的牌號為 S和 S2玻璃纖維 、 法國圣戈班公司生產(chǎn)的 R玻璃纖維 、 日本日東紡生產(chǎn)的 T玻璃纖維 及我國生產(chǎn)的 HS玻璃纖維 均屬于高強玻璃纖維 。 我國的中堿玻璃纖維則完全不含硼 。 20 ⑵ C玻璃 亦稱中堿玻璃 ， 優(yōu)點：耐化學性特別是耐酸性優(yōu)于無堿玻璃 , 缺點：電氣性能差 ， 機械強度低于無堿玻璃纖維 10％ ~20％ 。 缺點：易被無機酸侵蝕 ， 故不適于用在酸性環(huán)境 。 (3)有堿玻璃纖維 (A玻纖 )： 19 國際上已經(jīng)商品化的纖維用玻璃成分如下： ⑴ E玻璃 亦稱無堿玻璃 ， 系一種硼硅酸鹽玻璃 。 (2)中堿玻璃纖維 (