玻璃纤维在摩擦、密封材料中应用及市场前景.pdfVIP

玻璃纤维在摩擦、密封材料中的应用及市场前景 中国摩擦密封材料协会理事长 王耀 中国摩擦密封材料协会 高级工程师 谭康 摘要：摩擦密封材料行业最初在以玻璃纤维代用石棉的过程中，曾经出现过一些技术困难，走 过一段弯路。近几年，随着摩擦密封材料无石棉化转型进程的不断深入，通过该行业与玻纤行业的共 同努力，取得了技术创新的较大突破，带动了玻纤消费量的增长，市场前景日益看好。 关键词：玻璃纤维摩擦与密封材料代用石棉 市场前景 玻璃纤维是当前应用最为广泛的一种工业纤维材料，以来源丰富、机械强度好和性价比高等优 点，颇受众多应用领域的青睐，尤其成为复合材料用增强纤维的佼佼者。摩擦与密封材料是典型的复 合材料，由增强纤维(或其编织物)、树脂或橡胶粘结剂、无机与有机功能填料三元体系构成。在上 个世纪，我国摩擦密封材料行业所，}{j的增强纤维原料，一直是石棉的一统天下。然而时移势易，随 着社会及行业环保意识的增强，有关政策法规的出台，特别是以摩擦密封材料行业为结点的整个产业 链的共同科技进步，打破了纤维应用单一化的技术格局，各种代HJ纤维应运而生，有力地推动了行业 产^占无石棉化转型j：作的顺利开展。实践业已证明，单一品种的代用纤维并不能成功地替代石棉，必 须采取数种纤维有主有辅相复合的技术模式，代用方案及配比亦随产品而异。其中玻璃纤维己崭露头 角，成为制造某些摩擦、密封材料产品的主体增强原料，代用效果较佳，产品性能优良。 一、适合摩擦、密封材料应用的玻璃纤维品种 摩擦、密封材料是一种技术含量比较高的复合材料，对增强纤维的要求十分苛刻，不仅要求抗拉 强度高，增强效果好，而且对工艺的易操作性、纤维与基质材料的相容性等都有许多特殊和严格的要 求。石棉之所以在短纤维增强领域占据百年不被撼动的“霸主”地位，就是因为它优点全面且卓然超 群——抗拉强度胜过钢丝；空心结构及表面的丰富分枝，形成对树脂、橡胶材料的很强吸附能力和对 粉状填料的足够捕集能力；既耐酸又耐碱，耐碱性尤其优异；分散性特别好，其他任何纤维都无与伦 比；可被深度开松(以化学方法可松解到纳米级的纤维直径)，能以很高的比表面积和长径比起到杰 出的增强效果；价格低廉，赋予制品很强的市场竞争力。“曾经沧海难为水，除却巫山不是云。”出 于技术经济综合因素的考虑，在没有外米代用压力的背景下，非石棉纤维当然难以进入摩擦、密封材 料的原料市场。加之我国石棉储量丰富，具有得天独厚的资源优势，棉种齐全，供应充足，导致其他 纤维包括玻璃纤维对石棉的代用研究比较滞后。 上世纪七十年代国外关于石棉存在健康危害的舆论蜂起，八十年代代用石棉的呼声日高，由于产 品销售的市场导向所决定，我国也将研发无石棉摩擦、密封材料的’r作提到了议事日程。首先想到的 非石棉纤维就是强度好而价格比石棉高不太多的玻璃纤维，经过对比分析和研究试验，确定E-玻璃纤 维是比较合适的代用品种。E一玻璃即铝一硼一硅玻璃，其玻纤是普通型产品，它有优良的绝热、绝电性 能，不受潮湿水汽的影响，在一般化学环境(水、弱酸、碱等)中稳定，可做成线、绳及作高强度用 途，价格比较便宜，应用范围广[I】。虽然无碱玻纤和中碱玻纤都可以应用，但使用无碱玻纤比使用中 碱玻纤可使制品提高10％的强度，而纤维成本却高出40％，耐热性方面的差异也没有什么特殊的意义 [2】。因此大多数企业选择以中碱E-玻璃纤维制造摩擦和密封材料，一直延续至今。 -35- 二、初期研发遇到的技术瓶颈 既然要以玻璃纤维替代石棉纤维，人们自然要将它(以及其他可能的代用纤维)与石棉的理化性 能进行一番比较‘引，仅从有关指标判断，似乎可以得到有效代用的乐观预期(见表1)。 表1 玻璃纤维与温石棉及其他代用纤维的性能对比 ＼项目 密度 硬度 纤维直径 抗拉强度 杨氏摸量 温度极限 成本指数 Mohs 肛 MPa GPa ℃ 纤维潞釉 g／cm3 (石棉 ＼ =1) 温石棉 2．5 3～4 最