连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的对比及其特性概述.pdf

山西科技 SHANXISCIENCEAND7IECHNOLOGY 2014年第29卷第l期 文章编号：1004—6429(2014)Ol—0087—04 收稿日期：2013—06—28 连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的 对比及其特性概述 刘学慧 (太原钢铁(集团)有限公司新材料事业管理部，山西太原，030003) 摘要：连续玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维等都属于高性能纤维。通过对连续 玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、玻璃纤维的详细对比，列出了连续玄武岩纤维的主要优缺 点，并得出连续玄武岩纤维是一种生产原料丰富、生产工艺简介、综合性能优异且性价 比较高的新型高性能纤维的结论。 关键词：连续玄武岩纤维；碳纤维；芳纶；玻璃纤维 中图分类号：TB334 文献标识码：A 连续玄武岩纤维是一种新出现的新型高性能无机纤维材 成分是碳，约占90％以上，其余为氮、氧、氢。 料，是由主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化 1．1．3芳纶纤维(AF) 钛等氧化物的天然玄武岩石料，经高温熔融后拉丝而成的纤维。 芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，芳纶纤维是芳香族聚 为了进一步了解它的优越性，本文将把连续玄武岩纤维与碳纤 酰胺类纤维的统称，国外商品牌号叫做凯芙拉纤维，我国命名为芳 维、芳纶、玻璃纤维进行对比，为了叙述方便，以下将“碳纤维、芳 纶纤维。芳纶纤维具有质量轻、高强度、高模量、耐高温、耐酸耐碱、 纶、玻璃纤维”简称为“其他纤维”。 良好的绝缘性、抗老化、生命周期长等优点，但芳纶纤维抗紫外线 能力差。芳纶纤维按分子结构可分为3种类型：对位芳香族聚酰胺 1连续玄武岩纤维与其他纤维的对比 1．1连续玄武岩纤维与其他纤维的概念对比 酰胺共聚纤维。芳纶纤维的主要成分是二氧化硅(50％一68％)、氧 1．1．1连续玄武岩纤维(CBF) 化铝(13％。15％)，其余为氧化钙、氧化硼、氧化镁等。 连续玄武岩纤维是一种新出现的新型高性能无机纤维材 1．1．4玻璃纤维(GF) 料，是由主要成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化 玻璃纤维是一种纤维状的玻璃材料，是由玻璃球或废旧玻 钛等氧化物的天然玄武岩石料，经高温熔融后拉丝而成的纤维。 璃经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造而成的。玻璃纤维具 连续玄武岩纤维具有稳定性好、电绝缘性好、抗腐蚀、抗燃烧、耐 有强度高、不燃、耐腐蚀、隔热、隔音、电绝缘性好、比有机纤维耐 高温等优点，综合性能优良，原料成本低廉，天然环保，性价比 温高、吸水少等优点，但玻璃纤维性脆、耐磨性较差。玻璃纤维按 高，在很大程度上可代替玻璃纤维，也是碳纤维的低价替代品。 照成分不同主要分为：无碱(E)玻璃纤维(氧化钠0—2％)、中碱 但由于天然玄武岩成分的差异致使连续玄武岩纤维性能的稳定 性较差。另外，连续玄武岩纤维密度较大、纤维较脆、服用性较 以上)、特种玻璃纤维(例如高强(S)玻璃纤维)等。玻璃纤维的主 差。连续玄武岩纤维的主要成分是碳，约占90％以上，其余为氮、 氢。 钙、氧化钠、氧化铁和二氧化钛等，成分类似于玻璃纤维。 1．1．2碳纤维(CF) 1．2连续玄武岩纤维与其他纤维的生产工艺对比 碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中的碳元素约占 (1)连续玄武岩纤维的原理及主要工艺流程。原理是池窑拉 90％以上。碳纤维是一种高新技术产品，它既具有碳素材料的固 丝法(高温熔融+拉丝)；生产工艺为玄武岩矿石经粉碎、高温熔 有本性，又具有金属材料的导电和