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國內水泥混凝土外加劑技術資料
高強高模玻璃纖維制備方法
來源:
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作者:pro10845f02
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發布時間: 2014-08-29
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高強高模玻璃纖維及其制備方法
隨著風電技術的發展，低成本規模發展是必然趨勢，而風電低成本規模化發展的關鍵是解決大尺寸風電葉片的技術，由于隨著葉片長度的增加，對材料的強度和剛度提出更高要求，因此，解決葉片材料的強度和剛度問題是解決風電葉片大型化的技術關鍵。為此，風電發達國家都把高強度高模量玻璃纖維的研發作為解決風電葉片大型化的一個主攻方向。
國外，OCV公司2006年開發出Hiper-tex?玻纖，其強度和模量比E玻璃分別提高30%和17%；AGY公司2008年開發出S-1玻纖，其強度和模量比E玻璃分別提高45%和20%，與傳統高強玻璃纖維相比，這些纖維力學性能相當，但生產穩定，價格低。
我國三大玻纖巨頭為了搶占風電葉片市場，也重點投入進行研發，從2009?2010年間，先后研發出了TM、Vipix)、GMG等牌號的玻纖，與E玻璃纖維相比，這些纖維的強度提高15?30%，模量提高10?17%。
新技術：采用了現有技術方案的高強高模玻璃纖維，SiO2作為玻璃網絡形成劑，其含量直接影響玻璃強度、模量、析晶溫度、高溫粘度等，隨著SiO2含量的增加，玻璃網絡結構完整性提高，纖維強度提高、高溫粘度提高、析晶溫度下降，但彈性模量降低，玻璃熔化溫度和拉絲溫度提高導致工藝性能下降；反之，纖維的強度降低。新技術玻璃纖維中的SiO2含量最佳值、Al2O3含量直接影響玻璃強度、模量、析晶溫度、工藝性能等，隨著Al2O3含量的增加，纖維強度提高、彈性模量提高、析晶溫度提高、熔制溫度、拉絲溫度提高導致工藝性能下降；反之，纖維的強度和模量降低，難以獲得高強度玻璃纖維。
其作用是能有效降低高鋁玻璃析晶溫度和玻璃液高溫粘度，有利于提高玻璃的工藝性能，含量過高，成本提高，不利于低成本規模化生產。新技術玻璃纖維中Nb2O3最佳含量為O?1.5wt%。在高鋁玻璃中加入Nb2O3能大大降低高鋁玻璃的析晶溫度和高溫粘度，提高工藝性能，而且，能有效提高纖維彈性模量。玻璃纖維中含有少量Fe203、W03、R2O等其它化合物，其總量小于lwt%，起助熔作用，提高熔制及拉絲工藝性能，R是指K、Na等堿金屬元素。新技術高強高模玻璃纖維可以1500?1550℃溫度條件下，用電加熱熔融預配好的玻璃配合料來獲得高強高模玻璃。然后把玻璃在1500℃下再熔融，熔融玻璃在1360?1380℃溫度條件下通過鉬金漏板的漏嘴拉制成直徑為8?9μm連續纖維。拉制的纖維可以根據用戶需要制成玻璃纖維布、紗、帶等各種玻璃纖維產品。
綜上所述，該高強高模玻璃纖維的優點是具有很好的機械性能，即單絲拉伸強度4600?4820MPa、拉伸彈性模量>90GPa，與傳統的E玻璃纖維相比，單絲拉伸強度提高33%以上、拉伸彈性模量提高27%以上。該高強高模玻璃纖維的制備方法的優點是成形溫度1360?1380℃、液相溫度1300?1320℃，生產成本低，適合大規模生產。
