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玻纤:我从哪里来?将往何处去?

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何为玻璃纤维?


玻璃纤维(英文的原名为:glass fiber或fiberglass )是一种性能优异的无机非金属材料。它的优点是——绝缘、耐热、抗腐蚀,机械强度高。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱等数道工艺秘制而成的,其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米,相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。


把原本晶莹剔透的玻璃拉成细长发丝,世间竟有如此浪漫的创意!究竟是怎么一会事呢?



玻璃纤维的由来

玻璃纤维最初也是由国外引进

20世纪20年代末,美国大萧条,政府出台了一条奇葩法令:禁酒令,一禁就是十四年,酒瓶生产商纷纷陷入困境。欧文斯伊利诺斯公司是当时美国最大的玻璃瓶制造商,也只能眼睁睁看着一个个玻璃熔炉被熄火。这时一位贵人——Games Slayter,他偶然经过一台玻璃熔炉,发现一些溢出的液态玻璃被吹成纤维状。Games好像牛顿被苹果砸中脑袋,玻璃纤维从此登上了历史舞台。

一年后,第二次世界大战爆发,常规材料匮乏,为满足军用战备的需求,玻璃纤维成为替代品。

人们渐渐地发现这种年轻的材料有许多优点——质量轻、强度高、绝缘性好、保温、隔热。于是,坦克、飞机、武器、防弹衣等等都用上了玻璃纤维。

玻璃纤维诞生于1938年,由美国人发明。在第二次世界大战期间,它最早运用在军事上,坦克部件、飞机机舱、武器外壳,甚至防弹衣。后来,玻璃纤维被运用到民用领域,在建筑和复合材料两大领域广泛运用。经过70多年的发展,目前国外玻纤行业发展到3000多个玻纤品种,50000多个规格,每种规格都有一种用途相对应,并且品种与规格仍以每年平均增长1000-1500种的速度迅猛发展。

我国玻璃纤维工业的兴起

我国玻璃纤维工业兴起于1958年。经过60年的发展,改革开放前主要服务于国防军工,之后转向民用,并获得迅速发展。

早期络纱车间女工

通过改革开放30多年的努力,到2007年,我国的玻璃纤维池窑拉丝产量就达到160万吨,位列世界第一。

中国建材集团是目前全球规模最大的玻璃纤维生产商,仅我们一家企业产能规模达195万吨,稳居世界第一。真正是中国工业的隐形冠军企业!

玻璃纤维的生产工艺

早期坩埚拉丝法

早期玻璃纤维的生产工艺主要是坩埚拉丝法,其中陶土坩埚法已被淘汰,代铂坩埚法则需两次成型,先把玻璃原料高温熔制成玻璃球,然后将玻璃球二次熔化,高速拉丝制成玻璃纤维原丝。

这种工艺的弊端有能耗高、成型工艺不稳定、劳动生产率低等,目前除少量特殊成份玻纤还沿用这种方法外,基本已经被淘汰。

池窑拉丝法

如今大型玻纤生产厂家均采用这种方法(将各种原料在窑炉中熔化后,直接经通路至专用漏板,拉制出玻璃纤维原丝)。

一张图get池窑拉丝工艺

这种一次成型方法具有能耗低、工艺稳定、产量质量提高等优点,使玻纤工业迅速实现了规模化生产,被业界誉为“玻纤工业的一次技术革命”。

玻璃纤维的用途

玻璃纤维是替代钢材、木材、石材等传统材料的新一代复合材料,是国家战略性新兴产业,对国家经济发展与转型升级有着重要意义。

它“上天入地,无所不能”,为我们的航空航天事业和交通运输行业添砖加瓦;它“上得了厅堂,下得了厨房”,在“高大上”的节能环保领域有它,在“接地气”的体育休闲领域也有它;它“能粗能细,灵活切换”,不但符合建筑建材的坚硬标准,还能满足电子电器的精密要求。

神奇如你——玻璃纤维!

如今,玻璃纤维及其复合材料已被广泛应用于航空航天、交通运输、电子电器、建筑建材、节能环保、基础设施、体育休闲等国民经济各个领域,成为替代钢材、木材、石材等传统材料的新一代复合材料,作为国家战略性新兴产业三大材料之一,对国家经济发展与转型升级有着重要意义。

总之,玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料,具有轻质、高强、耐高温、耐化学腐蚀、抗疲劳、电绝缘性能好等优点,已经在建筑与基础设施、汽车与交通、化工、环保、电子电气、船舶与海洋等国民经济各个领域大展拳脚,实惠于民。



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