玄武巖纖維

玄武巖纖維以天然玄武巖拉制的連續(xù)纖維。是玄武巖石料在1450℃～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維。純天然玄武巖纖維的顏色一般為褐色。玄武巖纖維是一種新型無機環(huán)保綠色高性能纖維材料，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成。玄武巖連續(xù)纖維不僅強度高，而且還具有電絕緣、耐腐蝕、耐高溫等多種優(yōu)異性能。此外，玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝決定了產(chǎn)生的廢棄物少，對環(huán)境污染小，且產(chǎn)品廢棄后可直接在環(huán)境中降解，無任何危害，因此是一種名副其實的綠色、環(huán)保材料。我國已把玄武巖纖維列為重點發(fā)展的四大纖維（碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維）之一，實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。玄武巖連續(xù)纖維已在纖維增強復(fù)合材料、摩擦材料、造船材料、隔熱材料、汽車行業(yè)、高溫過濾織物以及防護領(lǐng)域等多個方面得到了廣泛的應(yīng)用。

特征

玄武巖纖維表面較光滑，表面能較低，經(jīng)過表面改性后，其表面增加納米SiO2粒子，有效地提高纖維表面粗糙度，增加了微生物與載體間的有效接觸面積；改性后表面有陽離子的存在，載體表面電位升高，載體表面帶正電荷，利用靜電吸力促進(jìn)微生物固定，有利于微生物固定化；改性后表面的活性官能團，增加了載體的表面能，所含有羥基、羰基或羧基等，對微生物在載體表面粘附生長有積極的作用。通過玄武巖纖維載體表面改性，使其具有良好的親水性和微生物負(fù)載性能，使之能夠負(fù)載更多的生物量，且長時間保持較高的微生物活性，從而實現(xiàn)更有效通過生物膜法降解水體中污染物。

①原料充足

玄武巖纖維是由玄武巖礦石熔融后拉絲制成，而玄武巖礦石在地球和月球上的儲量都相當(dāng)客觀，從原料成本來看相對比較低。

②環(huán)保型材料

玄武巖礦石是一種天然的材料，其生產(chǎn)過程中無硼或其它堿金屬氧化物排出，因此其煙塵中無有害物質(zhì)析出，對大氣不會造成污染。而且產(chǎn)品的壽命長，因此是一種低成本、高性能、潔凈程度理想的新型綠色主動環(huán)保材料。

③耐高溫耐水性

連續(xù)玄武巖纖維的工作溫度范圍一般為一269~700℃(軟化點為960℃)，而玻璃纖維為一60~450℃，碳纖維最高使用溫度也只能達(dá)500℃。特別是玄武巖纖維在600℃工作時，其斷后強度仍能保持80%的原始強度；在860℃下工作而不會出現(xiàn)收縮，即使耐溫性優(yōu)良的礦棉此時斷后強度也只能保持在50%-60 %，玻璃棉則完全破壞。而碳纖維約在300℃就有CO和CO2產(chǎn)生。玄武巖纖維在70℃熱水作用下能夠保持較高的強度，玄武巖纖維在1200 h后才可能失去部分強度 。

④良好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性

連續(xù)玄武巖纖維中含有K2O、MgO)和TiO2等成分，而這些成分對提高纖維耐化學(xué)腐蝕及防水性能極為有利，起相當(dāng)重要作用。它與玻璃纖維的化學(xué)穩(wěn)定性相比更顯優(yōu)勢，特別是在堿性和酸性介質(zhì)中更加明顯玄武巖纖維在飽和的Ca(OH)2溶液和水泥等堿性介質(zhì)中還能保持更高的抗堿液腐蝕性能。

⑤高的彈性模量和抗拉強度

玄武巖纖維的彈性模量為：9100 kg/mm——11000 kg/mm，高于無堿玻纖、石棉、芳綸纖維、聚丙稀纖維和硅纖維。玄武巖纖維的抗拉強度為3800——4800 MPa，比大絲束碳纖維、芳綸、PBI纖維、鋼纖維、硼纖維、氧化鋁纖維都要高，與S玻璃纖維相當(dāng)。玄武巖纖維的密度有2.65-3. 00 g/cm3，硬度很高，為莫氏硬度5-9度，因而它具有優(yōu)異的耐磨、抗拉增強性能。它的力學(xué)強度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過天然纖維和合成纖維，所以它是一種理想的增強材料，其優(yōu)異的力學(xué)性能位于高性能四大纖維前列。

⑥出眾的隔音性能

連續(xù)玄武巖纖維具有優(yōu)異的隔音、吸聲性能，從該纖維在不同音頻下的吸聲系數(shù)就能得知，隨著頻率的增加，它的吸聲系數(shù)顯著增加。如選用直徑為1-3μm玄武巖纖維制成的(密度為15 kg/m3，厚度為30mm)吸音材料，在音頻為100~300 Hz,400~900 Hz和1200~7 000 HZ條件下，該纖維材料的吸聲系數(shù)分別為0. 05~0.15 , 0. 22~0. 75和0.85~0.93。

⑦突出的介電性能

連續(xù)玄武巖纖維的體積電阻率比E玻璃纖維高出一個數(shù)量級，具有很好的介電性能。雖然玄武巖礦石中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)近0.2的導(dǎo)電氧化物，但采用特殊的浸潤劑專門表面處理后，該玄武巖纖維介電耗角正切比玻璃纖維低50%，纖維的體積電阻率也高于玻璃纖維

⑧天然的硅酸鹽相溶性

與水泥、混凝土的分散性好，結(jié)合力強，熱脹冷縮系數(shù)一致，耐候性好。

⑨較低的吸濕性

玄武巖纖維的吸濕性低于0.1%，低于芳綸纖維、巖棉和石棉。

⑩較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)

玄武巖纖維的熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.031 W/m·K——0.038 W/m·K，低于芳綸纖維、硅酸鋁纖維、無堿玻纖、巖棉、硅纖維、碳纖維和不銹鋼。

玻璃纖維

玻璃纖維，是一種性能優(yōu)異的無機非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好、機械強度高，但缺點是性脆，耐磨性較差。它是以葉臘石、石英砂、石灰石、白云石、硼鈣石、硼鎂石六種礦石為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 ，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復(fù)合材料中的增強材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域。

材料性質(zhì)

熔點：玻璃是種非晶體，無固定的熔點，一般認(rèn)為它的軟化點為500~750℃

沸點：約1000 ℃

密度：2.4~2.76 g/cm3

玻璃纖維作為強化塑料的補強材料應(yīng)用時，最大的特征是抗拉強度大。抗拉強度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下是6.3～6.9 g/d，濕潤狀態(tài)5.4～5.8 g/d。耐熱性好，溫度達(dá)300℃時對強度沒影響。有優(yōu)良的電絕緣性，是高級的電絕緣材料，也用于絕熱材料和防火屏蔽材料。一般只被濃堿、氫氟酸和濃磷酸腐蝕。

主要特點

1)拉伸強度高，伸長?。?%）。

(2)彈性系數(shù)高，剛性佳。

(3)彈性限度內(nèi)伸長量大且拉伸強度高，故吸收沖擊能量大。

(4)為無機纖維，具不燃性，耐化學(xué)性佳。

(5)吸水性小。

(6)尺度安定性，耐熱性均佳。

(7)加工性佳，可作成股、束、氈、織布等不同形態(tài)之產(chǎn)品。

(8)透明可透過光線。

(9)與樹脂接著性良好。

(10)價格便宜。

(11)不易燃燒，高溫下可熔成玻璃狀小珠。

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