玻璃纤维的分类及应用

玻璃纤维的种类很多，可从玻璃原料成分、单丝直径、纤维外观等方面进行分类。

玻璃原料的分类

按玻璃原料成分分类是目前最常用的方法，玻璃成分决定了玻璃纤维的性能。

碱金属氧化物是玻璃的主要成分之一。一般指氧化钠和氧化钾。主要作为助熔剂，可将二氧化硅的熔点从1700℃降低到1000℃左右，节约能源成本。但是，随着碱金属氧化物含量的增加，玻璃的化学稳定性、电绝缘性和强度等性能降低。因此，由不同含碱玻璃组分制成的玻璃纤维的应用有很大的不同。根据玻璃中碱金属氧化物的含量，连续玻璃纤维可分为以下几种：

(1)无碱玻璃纤维（E级玻璃纤维）：无碱玻璃的R2O含量小于0.8%，属于铝硼硅玻璃，是玻璃纤维应用最广泛的玻璃。玻璃纤维具有良好的化学稳定性、电绝缘性能和机械性能。但玻璃纤维易被无机酸腐蚀，不宜在酸性环境中使用。

(2)中碱玻璃纤维(C级玻璃纤维)：中碱玻璃R2O含量为11.6%～12.4%，属于钠钙硅酸盐玻璃。中碱玻璃纤维因碱含量高而失去电绝缘性能，但机械强度尚好（比无碱玻璃纤维低10%～20%），但耐化学性，特别是耐酸性，优于无碱玻璃纤维。国外中碱玻璃纤维一般都含有一定量的三氧化硼，而我国中碱玻璃纤维则完全不含硼。

(3)高碱玻璃纤维（A级玻璃纤维）：高碱玻璃的R2O含量在15%以上，是典型的钠硅玻璃。以平板玻璃、玻璃瓶、灯泡等废玻璃制品为原料，制成玻璃球，将玻璃纤维制成全高碱玻璃纤维。高碱玻璃由于强度低、耐水、耐碱，在玻璃纤维的生产中很少使用。

无碱玻璃纤维广泛用作绝缘材料和玻璃钢的增强材料。中碱玻璃纤维的价格比无碱玻璃纤维低，因此具有很强的竞争力。在国外，中碱玻璃纤维仅用于生产耐腐蚀玻璃纤维制品，而在我国，中碱玻璃纤维占玻璃纤维产量的一半以上，广泛用作乳胶布、过滤布、机织物基材等，也可作为对电性能和强度要求不高的玻璃钢增强材料。

由其他玻璃制品制成的玻璃纤维可统称为特种玻璃纤维。已商品化的特种玻璃纤维有：

(1)低介电玻璃纤维（D玻璃纤维）：是一种低介电常数的玻璃纤维，适用于现代电子设备中作为高密度印刷电路板的增强材料。

(2)高强玻璃纤维(S-玻璃纤维)：由于高强玻璃纤维具有高强度、高模量、耐热、抗冲击、高透波等优良性能，用于高性能复合材料航天、航空、军工、船舶等材料。但由于价格高、产量低，在民用领域仍不受欢迎。

（3）耐碱玻璃纤维（AR玻璃纤维）：主要用作玻璃纤维增​​强混凝土的筋材。具有良好的耐碱性，能有效抵抗水泥中高碱性物质的侵蚀，具有高模量、高强度、耐热、耐冲击等优良性能。是钢筋混凝土中应用广泛的环保型增强材料。

(4) 无硼无碱玻璃纤维（E-CR玻璃纤维）

单丝直径的分类

玻璃纤维单丝为圆柱形，其粗细可用直径表示。

单丝直径的差异会影响纤维性能、生产工艺和成本。直径5~10um的纤维一般制成纺织品，如玻璃纤维布、玻璃纤维带等，10~14um的纤维一般制成粗纱、无纺玻璃纤维布等。 国际上生产的玻璃纤维直径越来越厚，一般14~24um，有的甚至达到27um。

纤维外观分类

玻璃纤维根据不同的需要制成不同形式的产品。

(1)连续玻璃纤维：是长而连续的原丝或单丝。几乎所有生产的连续玻璃纤维都是由 E 玻璃制成的。连续玻璃纤维有多种存在形式，如粗纱、短切原丝、织物、毡等，主要用于增强复合材料中的热固性和热塑性树脂。此外，连续纤维也被称为纺织纤维，因此它的第二个主要用途是制造玻璃纤维纺织品。玻璃纤维纺织品主要用于电子工业制造印刷电路板。

(2)定长玻璃纤维：长度一般为300~500mm，多制成纱或毡。

(3)玻璃棉：长度一般小于150mm，其形状类似于棉絮，纤维与纤维之间三维交叉、交织，具有大量微小的空间气孔，从而获得良好的隔热、隔音效果吸声降噪性能。