玻璃纤维的性能
玻璃纤维的性能是指纤维在工作条件下的性能。主要包括物理性能、化学性能和力学性能。 物理属性
与其他天然或人造有机纤维不同,玻璃纤维是光滑的圆柱体,其横截面几乎是一个完整的圆形。这一特点使得玻璃纤维之间的内聚力小,不利于基体结合。
表1 玻璃纤维、碳纤维及一些常用纺织纤维和金属材料的密度
如上表所示,玻璃纤维的密度高于有机纤维,但低于普通金属,与铝的密度差不多。因此,或许在工业上用玻璃纤维代替铝钛合金是可能的。此外,玻璃纤维的密度很大程度上取决于其成分。例如无碱玻璃纤维的密度一般比有碱玻璃纤维大。
玻璃纤维的电性能主要取决于玻璃的化学成分,尤其是碱金属氧化物的含量。含量越低,介电性能越好。无碱玻璃纤维介电常数最低(6.5左右),广泛应用于电绝缘材料。
玻璃纤维是一种优良的保温材料,其导热系数很小,尤其是玻璃棉制品。因此,它常用于建筑和工业的保温、保冷和保温。纤维之间的间隙越大,密度越小,导热系数越低,这是因为空气的导热系数低。其次,由于玻璃纤维是无机材料,不易燃,耐热性好,这是其他纺织纤维所不具备的特性。 机械特性
表2 玻璃纤维、碳纤维及一些常用纺织纤维和金属材料的断裂强度和伸长率
从表中可以看出,玻璃纤维在以下几个方面具有独特的性能。
玻璃纤维虽然是由玻璃制成,但其断裂强度远高于相同成分的。同等重量下,断裂强度比钢高2~4倍。 FRP的名称也由此而来。
玻璃纤维不会因环境温度变化而变形,伸长率仅为2%~3%。尺寸稳定性高于其他纺织纤维和金属材料。
玻璃纤维硬度高,约为尼龙的15倍。玻璃纤维的硬度与其固有的脆性相结合,构成了突出的低抗弯性,不利于玻璃纤维的纺织加工。通过减小玻璃纤维的直径,可以提高纤维的抗弯曲性。
耐磨性和耐折性是指抗摩擦和抗断裂性能,但玻璃纤维这两种性能都不好。为了满足纺织纤维的需要,一般采用表面处理,使玻璃纤维柔软耐磨。 化学性质
玻璃纤维化学性质稳定,很少与周围介质发生化学反应,对酸、碱等腐蚀性化学品有良好的抵抗力,对大多数无机化合物稳定。 其他属性
玻璃纤维具有抗老化、防腐、防霉、抗紫外线等性能。通过适当的表面处理,可以提高玻璃纤维的加工性能。另外,纤维的断头与人体接触会引起瘙痒。由于玻璃纤维根本不能被吸收和分解,如果人长时间吸入,会对肺部造成一定的伤害。此外,玻璃纤维吸湿性差,染色难度大,制造成本高。
纤维