2022年玻璃纤维生产工艺及应用 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 摘要 在广义范畴来说,我们对于玻璃纤维的熟悉始终停留在它是一种无机非金属材料,可是随着 讨论的深化,我们知道实际上的玻璃纤维的种类有很多,而且性能优异,有很多突出的优点;比 如说它的机械强度就特殊高仍有抗热、抗腐蚀成效也特殊好;诚然,任何材料都不是完善的,玻 璃纤维也有它自己无法令人忽视的缺点,就是它不耐磨而且简洁发生脆裂;所以实际应用时我们 要扬长避短;玻璃纤维的原料猎取简洁,主要是废弃的旧玻璃或者玻璃制品,玻璃纤维特殊细,20 多根玻 璃单丝组在一起才相当于一根头发的粗细;玻璃纤维通常可以在复合材料中作为增强材料来使用 ,由于近些年来人们对
2、玻璃纤维讨论逐步加深 本文主要讨论玻璃纤维的生产工艺及应用, 使得它在我们生产生活中扮演了越来越重要的角色;, 介绍了玻璃纤维纤维的性质、主要成分、主要特点、材料分类、生产工艺、安全防护、主要用途、安全防护、产业现状、进展前景;关键字 : 特点;生产工艺;应用;进展前景abstractIn broad scope, our understanding of the glass fiber has been stuck in it is a kind of inorganic nonmetal material, but with the deepening of the research, w
3、e know that in fact there are a lot of the kinds of glass fiber, and excellent performance, there are many outstanding advantages. Like it is really better than high mechanical strength and heat-resistant, corrosion effect is also very good. True, any material is not perfect, the glass fiber has not
4、 ignore its own shortcomings, is it not embrittlement resistant and easy to occur. So we should foster strengths and circumvent weaknesses in actual applications. Glass fiber raw material for simple, mainly abandoned old glass or glass products, glass fiber is particularly fine, more than 20 with gl
5、ass monofilament group to the thickness of equivalent of a human hair. Glass fiber can usually be used as reinforced material in the composite material, because in recent years, people gradually deepening research on glass fiber, make it in our production has played an increasingly important role in
6、 the life. This paper mainly studies the production technology and application of glass fiber, this paper introduces the properties of fiber glass fiber, main component, main characteristics, material USES, safety protection, industry present situation, development prospect. Key words: characteristi
7、c ; The production process ; Application ; Prospects for development 绪论1.1 玻璃纤维性质熔点: 680分子结构:1 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 沸点: 1000密度: 2.42.7g/cm3 玻璃纤维仍有一个极为优越的特点,就是抗拉强度很大,在标准状态下可以达到6.9g/d ,在潮湿的情形下也可以达到5.8g/d ,这样优良的性质,使得玻璃纤维常常可以作为增强材料来普遍使用;它的密度为 2.54 ;玻璃纤维也特别耐热, 在 3
8、00时 它仍然能够保持正常的性质; 玻璃纤维有时仍可以做为绝热材料和屏蔽材料来广泛使用,这都归功于它的电绝缘性,而且不能轻易被腐蚀;1.2 主要成分 玻璃纤维的成分较为复杂,一般大家比较认可的有二氧化硅、氧化镁、氧化钠、氧化硼、氧化铝、氧化钙等主要成分 , ;玻璃纤维的单丝直径 10 微 M左右 , 相当于头 发丝直径的 1/10, 每束纤维都是由千百跟单丝组成 , 依据玻璃纤维的用途各异 , 纤维 的单丝直径有略微差距 , 拉丝工艺稍有不同; 通常情形下 , 玻璃纤维中二氧化硅的含量占 50%65%;三氧化二铝含量超过20%的玻璃纤维拉伸强度相对较高, 通常为高强度玻璃纤维 , 而无碱性玻璃
9、纤维的三氧化二铝含量一般为 具有较大的弹性模量,那么必需确保氧化镁的含量大于 铁的玻璃纤维 , 其耐腐蚀性能均有不同程度的提高;1.3 主要特点 1.3.1 原料及应用15%左右;假如想要使玻璃纤维 10%;由于含有少量四氧化三相比于无机纤维玻璃纤维的性能更加优越;它较难点燃,耐热,隔热,较稳固,抗拉;但较脆 , 耐磨性较差; 用来制造增强性塑料或用来增强橡胶 , 作为补强材料玻璃 纤维具有以下几个特点:1 它的拉伸强度比其它材料都好,但是伸长率却很低;2 弹性系数较为适合;3 在弹性限度内,玻璃纤维能够延长较长,而且特别抗拉,所以面对冲击时,它2 / 21 名师归纳总结 - - - - -
10、- -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 能够吸取较大的能量;4 由于玻璃纤维是无机纤维, 所以无机纤维所具有的优点, 它也有很多, 不易燃 烧且化学性质较为稳固;5 不易吸水;6 耐热且性质较稳固不易反应;7 它的加工性很好 , 可加工制作成为股、毡、束、织布等外形各异优良产品;8 能够透光;9 由于材料简洁猎取,所以价钱不贵;10 在高温下,没有燃烧,反而融解成液体小珠;玻璃纤维 1.4 分类 依据不同的分类标准,玻璃纤维可以分成很多种;依据不同的外形和长度,能够 划分出连续纤维,纤维棉和定长纤维三种;依据不同的成分,例如含碱量的多少,可 以划分成无碱
11、玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维三种;1.5 生产原料 在实际工业生产中,为了产出玻璃纤维,我们需要氧化铝、石英砂、石灰石、叶 蜡石、白云石、纯碱、芒硝、硼酸、萤石、磨碎的玻璃纤维等;磨碎的玻璃纤维3 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.6 生产方法工业上的生产方法可以分两大类: 一类是先把玻璃纤维熔融, 然后再制成直径较小的球状或者棒状玻璃制品;然后再用不同种方式加热重新熔融后制成直径 380 m的细纤维;另一类也是先将玻璃熔融, 不过制成的是玻璃纤维而非棒状或者球状制品;再将样品通过铂合金板,
12、利用机械拉丝发来拉出; 拉所得的制品称为连续纤维;假如通过辊筒装置拉出纤维, 那么所得的制品就称为非连续纤维 和短纤维;1.7 分级, 也称之为定长玻璃纤维 ,依据玻璃纤维不同的组成、 用途和性质 , 分成各种不同的级别; 国际上已经商品化 的玻璃纤维其成分如下 : 17.1 E- 玻璃它是硼酸盐玻璃, 日常生活中人们也叫它无碱玻璃 最为广泛; 它是目前应用最为广泛虽然被广泛应用,易和无机盐发生反应,所以在酸性环境中较难存放;1.7.2 C- 玻璃, 由于它的很多优点使得它应用 但它也有不行防止的缺点; 它容实际生产中也叫中碱玻璃 , 它的化学性质较为稳固, 耐酸性较好; 它的缺点就是机 械强
13、度不高,电气性能差;不同的地方有不同的标准,在国内玻璃纤维产业中,中碱 玻璃中没有硼这个元素; 但是在国外玻璃纤维产业中, 它们所生产的就是含有硼的中 碱玻璃; 不仅含量不同, 同样的是中碱玻璃在国内外所担任的角色也不一样;国外所 生产的玻璃纤维表面毡和玻璃纤维棒应用了中碱玻璃;在生产中 , 沥青当中也有中碱 玻璃活跃的身影;在我国,客观缘由由于它价格特别低廉,所以被应用的特别广泛,在包扎织物和过滤织物产业中处处都活跃着它的身影玻璃纤维棒 4 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.7.3 玻璃纤维 A 玻
14、璃在生产中,人们也叫它也高碱玻璃 它一般不被生产成为玻璃纤维;1.7.4 玻璃纤维 D玻璃, 它属于钠硅酸盐玻璃 , 但是由于它的不耐水,它也被叫做介电玻璃 , 一般是介电玻璃纤维的主要原料;1.7.5 玻璃纤维高强玻璃它的强度比无碱玻璃纤维高出1/4 ,它的弹性模量比E-玻璃纤维的仍要高,由于它的种种优点, 本应当被广泛应用, 但却由于它造价很高, 目前也仅在一些重要领域得到应用,像是军工,航天等;1.7.5 玻璃纤维 AR玻璃人们也叫它耐碱玻璃纤维 , 它是纯无机纤维, 在玻璃纤维增强混凝土中作为增强材料;在肯定条件下,甚至可以代替钢材和石棉;1.7.6 玻璃纤维 E-CR玻璃它是一种经过
15、改进之后无硼无碱玻璃, 由于其耐水性比无碱玻璃纤维高了将近10倍,所以在生产耐水制品中得到广泛应用;并且,它的耐酸性也极强,在地下管道的生产应用中占据了主导位置;除了上述所提到的较为普遍的玻璃纤维,现在,科学家们又研制出了一种新型的玻璃纤维;由于它是无硼制品, 满意了人们对爱护环境的追求;近年来,仍有一种玻璃纤维比较热门,它就是双玻璃成分的玻璃纤维,在现在的 玻璃棉制品中,我们可以感知它的存在;1.8 玻璃纤维的识别 辨论玻璃纤维的方法特殊简洁,就是将玻璃纤维放入水中,加热直到水变开,保 持 6-7 小时,假如发觉玻璃纤维的经向和纬向变得不那么紧凑,那就是高碱玻璃纤维;依据不同的标准 , 玻璃
16、纤维的分类方法很多 , 一般从长度和直径、 组成和性能两个角度 来划分;其次章玻璃纤维的生产工艺在我们生产中,连续玻璃纤维生产工艺 , 主要为坩埚法拉丝工艺和池窑拉丝工艺这 两种;2.1 坩埚法拉丝工艺坩埚拉丝工艺是二次成型工艺的一种, 主要是先把玻璃原料加热直到熔融状态,把熔融后的液体制成球状物; 再把所得的球状物再次熔融, 拉制成丝; 但是这种方法也5 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 有它不能忽视的缺点,在生产中会产生大量的消耗,所得产物不稳固,产率较低等;其缘由不单单是由于坩埚拉丝工艺生产的固有容
17、量小, 工艺不易稳固 , 更是与所采纳的落后的生产过程的掌握技术有极大的关联;所以 , 就目前来说 , 坩埚拉丝工艺来掌握的产品 , 掌握技术这个缘由对产品质量影响最为显著;玻璃纤维工艺流程图一般来说 , 坩埚的掌握对象主要分为三种: 电熔掌握、漏板掌握、加球掌握三个方面;在电熔掌握中,人们普遍采纳恒流外表,但是也有一部分采纳恒压掌握,这两种 方式都可以; 在漏板掌握中, 人们在日常的生活生产中大多用的是恒温掌握,但是也有部分采纳恒温掌握; 而对于加球掌握来说, 人们就更加倾向于间歇加球掌握;在人们日常的生产中,这三种不方式已经足够,但是对于有着特殊要的玻纤细纱来说 , 这 些掌握方式仍然是存
18、在一些缺点的 , 例如漏板的电流和电压的掌握精度不好把握 , 漏 板的温度波动很大 , 所生产的纱线密度的波动很大;或者一些现场应用外表没有与生 产工艺结合较好 , 没有有针对性的从坩埚法的特点来入手制定掌握方式;亦或者它容 , 仔细研 易显现故障 , 稳固性不是很好; 以上种种例子说明在生产生活中需要精密掌握 究, 努力提高玻璃纤维制品的质量;2.1 1 掌握技术的主要环节 2.1.1.1 电熔掌握第一要明确保证流进漏板内液体的温度保持匀称稳固, 并且保证正确合理坩埚的结构, 电极的布置 , 加球的位置和方式; 所以, 在电熔掌握中 , 最重要的是保证掌握系统稳固;电熔掌握系统采纳智能的掌握
19、仪、电流变送器和电压调整器等, 依据实际情形 ,6 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 采纳 4 位有效数字的外表来降低成本, 电流就采纳有独立有效值的电流变送器;实际生产中 , 依据成效 , 在采纳这个系统来恒流掌握中 , 在较为成熟合理的工艺条件基础上 ,流入液槽的液体温度能够掌握在 2 摄氏度之内 , 所以经讨论发觉它的可掌握性较好 ,已接近于池窑拉丝工艺;电熔掌握原理图2.1.1.2 漏板掌握为了保证漏板掌握的有效进行,人们所采纳的装置都是恒温恒压且性质较为稳固的, 为了使得输出功率达到所需要的数值
20、,就采纳性能更加好的调剂器, , 取代了传统的可控硅触发回路;为了保证漏板的温度精度很高而周期震荡的幅度小 , 就采纳了 5位精度很高的温度掌握器;使用独立的高精度的有效值变压器 , 保证了即使在恒温控制时电信号能够不失真,系统具有较高的稳态;7 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 漏板掌握原理图2.1.1.3 加球掌握 在目前的生产中 , 坩埚拉丝工艺的间断式加球掌握是在正常生产中影响温度最主 要的因素之一;而周期式加球掌握就会打破系统中温度的平稳状态 , 导致系统内的温 度平稳被一次次打破而又一次次被重
21、新调剂 , 使得系统内的温度波动幅度较大 , 温度精度很难掌握;关于怎样解决和改善间断加球所显现的问题, 成为连续加球是改善和提高系统稳固性的另一个重要的一面;由于假如池窑液体掌握这种方式花费较多,在日常的生产生活中得不到推广,所以人们经过努力创新, 提出了一种新的方法, 在探针测液面的前提下 , 将加球方式改为连续非匀速加球;, 就可以克服原系统的弊端; 在拉丝时,为了降低炉内的气温波动,转变探针和液面的接触状态来调剂加球的速度;通过输出计的报警爱护 , 确保加球的过程安全牢靠;精确合适的高低速调剂能够确保液体保持很小的波动;通过这些改造, 保证了这个系统在恒压、恒流的掌握方式之下也能够使得
22、高支纱支数波动在很小的范畴之内;8 / 21 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 加球掌握原理图2.2 池窑拉丝工艺 池窑拉丝工艺的主要原料就是叶腊石,在窑炉中把叶腊石和其他配料加热直到熔 融状态是把叶腊石和其它原料放在窑炉中加热熔制成玻璃溶液 , 然后拉制成丝;用这 种工艺来生产的玻璃纤维已经约占全球总产量的 90%以上;2.2.1 池窑拉丝工艺流程池窑拉丝的艺流程是大块状原料进入工厂, 然后经破裂、 粉碎、筛分等一系列流程变为合格的原料 , 然后输送至大料仓 , 在大料仓称重并且将配料混合匀称, 在输送到窑头料仓
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