玻璃纖維

其主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等，根據玻璃中鹼含量的多少，可分為無鹼玻璃纖維（氧化鈉0%～2%，屬鋁硼硅酸鹽玻璃）、中鹼玻璃纖維（氧化鈉8%～12%，屬含硼或不含硼的鈉鈣硅酸鹽玻璃）和高鹼玻璃纖維（氧化鈉13%以上，屬鈉鈣硅酸鹽玻璃）。

原料及其應用：玻璃纖維比有機纖維耐温高，不燃，抗腐，隔熱、隔音性好，抗拉強度高，電絕緣性好。但性脆，耐磨性較差。用來製造增強塑料或增強橡膠，作為補強材玻璃纖維具有以下之特點，這些特點使玻璃纖維之使用遠較其他種類纖維來得廣泛，發展速度亦遙遙領先其特性列舉如下：

(1)拉伸強度高，伸長小（3%）。

(2)彈性係數高，剛性佳。

(3)彈性限度內伸長量大且拉伸強度高，故吸收衝擊能量大。

(4)為無機纖維，具不燃性，耐化學性佳。

(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、織布等不同形態之產品。

(8)透明可透過光線。

(9)與樹脂接着性良好。

(10)價格便宜。

(11)不易燃燒，高温下可熔成玻璃狀小珠。

玻璃纖維本身具有絕緣性好，耐高温，抗腐蝕能力好的特性，其也被3d打印技術所使用

玻璃纖維按形態和長度，可分為連續纖維、定長纖維和玻璃棉；按玻璃成分，可分為無鹼、耐化學、高鹼、中鹼、高強度、高彈性模量和耐鹼（抗鹼）玻璃纖維等。

生產玻璃纖維的主要原料是：石英砂、氧化鋁和葉蠟石、石灰石、白雲石、硼酸、純鹼、芒硝、螢石等。生產方法大致分兩類：一類是將熔融玻璃直接製成纖維；一類是將熔融玻璃先製成直徑20mm的玻璃球或棒，再以多種方式加熱重熔後製成直徑為 3～80μm的甚細纖維。通過鉑合金板以機械拉絲方法拉制的無限長的纖維，稱為連續玻璃纖維，通稱長纖維。通過輥筒或氣流製成的非連續纖維，稱為定長玻璃纖維，通稱短纖維。

玻璃纖維按組成、性質和用途，分為不同的級別。按標準級規定，E級玻璃纖維使用最普遍，廣泛用於電絕緣材料；S級為特殊纖維。

除了以上的玻璃纖維成分以外，如今還出現一種新的無鹼玻璃纖維，它完全不含硼，從而減輕環境污染，但其電絕緣性能及機械性能都與傳統的E玻璃相似。另外還有一種雙玻璃成分的玻璃纖維，已用在生產玻璃棉中，據稱在作玻璃鋼增強材料方面也有潛力。此外還有無氟玻璃纖維，是為環保要求而開發出來的改進型無鹼玻璃纖維。

檢驗的簡單方法是將纖維放在沸水裏而煮6-7h，如果是高鹼玻硝纖維，經過沸水煮後，經向和緯向的纖維全部變疏鬆了。按照不同的標準，玻璃纖維的分類方法很多，一般從長度和直徑、組成和性能兩個角度來劃分。

玻璃纖維生產工藝有兩種：兩次成型-坩堝拉絲法，一次成型-池窯拉絲法。

坩堝拉絲法工藝繁多，先把玻璃原料高温熔製成玻璃球，然後將玻璃球二次熔化，高速拉絲製成玻璃纖維原絲。這種工藝有能耗高、成型工藝不穩定、勞動生產率低等種種弊端，基本被大型玻纖生產廠家淘汰。

池窯拉絲法把葉臘石等原料在窯爐中熔製成玻璃溶液，排除氣泡後經通路運送至多孔漏板，高速拉制成玻纖原絲。窯爐可以通過多條通路連接上百個漏板同時生產。這種工藝工序簡單、節能降耗、成型穩定、高效高產，便於大規模全自動化生產，成為國際主流生產工藝，用該工藝生產的玻璃纖維約佔全球產量的90%以上。

玻璃纖維的拉伸強度高，伸長小（3%），測試方法標準有：

注：單纖維強伸性能試驗要採用能測試玻璃纖維的高強高模纖維強力儀。

1.不慎與眼睛接觸後，請立即用大量清水沖洗並徵求醫生意見。

2.穿戴適當的防護服。

3.切勿吸入粉塵。

4.避免與皮膚和眼睛接觸。

無捻粗紗是由平行原絲或平行單絲集束而成的。無捻粗紗按玻璃成分可劃分為：無鹼玻璃無捻粗紗和中鹼玻璃無捻粗紗。生產玻璃粗紗所用玻纖直徑從12～23μm。無捻粗紗的號數從150號到9600號（tex）。無捻粗紗可直接用於某些複合材料工藝成型方法中，如纏繞、拉擠工藝，因其張力均勻，也可織成無捻粗紗織物，在某些用途中還將無捻粗紗進一步短切。

方格布是無捻粗紗平紋織物，是手糊玻璃鋼重要基材。方格布的強度主要在織物的經緯方向上，對於要求經向或緯向強度高的場合，也可以織成單向方格布，它可以在經向或緯向佈置較多的無捻粗紗。

對方格布的質量要求如下：①織物均勻，布邊平直，布面平整呈席狀，無污漬、起毛、摺痕、皺紋等；②經、緯密，面積重量，布幅及卷長均符合標準；③卷繞在牢固的紙芯上，卷繞整齊；④迅速、良好的樹脂透性；⑤織物製成的層合材料的幹、濕態機械強度均應達到要求。

用方格布鋪敷成型的複合材料其特點是層間剪切強度低，耐壓和疲勞強度差。

（1）短切原絲：短切原絲分幹法短切原絲及濕法短切原絲。前者用在增強塑料生產中，而後者則用於造紙。用於玻璃鋼的短切原絲又分為增強熱固性樹脂（BMC）用短切原絲和增強熱塑性樹脂用短切原絲兩大類。對增強熱塑性塑料用短切原絲的要求是用無鹼玻璃纖維，強度高及電絕緣性好，短切原絲集束性好、流動性好、白度較高。增強熱固性塑料短切原絲要求集束性好，易為樹脂很快浸透，具有很好的機械強度及電氣性能。

（2）磨碎纖維：磨碎纖維系由錘磨機或球磨機將短切纖維磨碎而成。磨碎纖維主要在增強反應注射工藝（RRIM）中用作增強材料，在製造澆鑄製品、模具等製品時用作樹脂的填料用以改善表面裂紋現象，降低模塑收縮率，也可用作增強材料。

（1）玻璃布我國生產的玻璃布，分為無鹼和中鹼兩類，國外大多數是無鹼玻璃布。玻璃布主要用於生產各種電絕緣層壓板、印刷線路板、各種車輛車體、貯罐、船艇、模具等。中鹼玻璃布主要用於生產塗塑包裝布，以及用於耐腐蝕場合。織物的特性由纖維性能、經緯密度、紗線結構和織紋所決定。經緯密度又由紗結構和織紋決定。經緯密加上紗結構，就決定了織物的物理性質，如重量、厚度和斷裂強度等。有五種基本的織紋：平紋、斜紋、緞紋、羅紋和席紋。

（2）玻璃帶：玻璃帶分為有織邊帶和無織邊帶（毛邊帶）主要織法是平紋。玻璃帶常用於製造高強度、介電性能好的電氣設備零部件。

（3）單向織物：單向織物是一種粗經紗和細緯紗織成的四經破緞紋或長軸緞紋織物。其特點是在經紗主向上具有高強度。

（4）立體織物立體織物是相對平面織物而言，其結構特徵從一維二維發展到了三維，從而使以此為增強體的複合材料具有良好的整體性和仿形性，大大提高了複合材料的層間剪切強度和抗損傷容限。它是隨着航天、航空、兵器、船舶等部門的特殊需求發展起來的，目前其應用已拓展至汽車、體育運動器材、醫療器械等部門。主要有五類：機織三維織物、針織三維織物、正交及非正交非織造三維織物、三維編織織物和其它形式的三維織物。立體織物的形狀有塊狀、柱狀、管狀、空心截錐體及變厚度異形截面等。

（5）異形織物：異形織物的形狀和它所要增強的製品的形狀非常相似，必須在專用的織機上織造。對稱形狀的異形織物有：圓蓋、錐體、帽、啞鈴形織物等，還可以製成箱、船殼等不對稱形狀。

（6）槽芯織物：槽芯織物是由兩層平行的織物，用縱向的豎條連接起來所組成的織物，其橫截面形狀可以是三角形或矩形。

（7）玻璃纖維縫編織物：亦稱為針織氈或編織氈，它既不同於普通的織物，也不同於通常意義的氈。最典型的縫編織物是一層經紗與一層緯紗重疊在一起，通過縫編將經紗與緯紗編織在一起成為織物。縫編織物的優點如下：①它可以增加玻璃鋼層合製品的極限抗張強度，張力下的抗脱層強度以及抗彎強度；②減輕玻璃鋼製品的重量；③表面平整使玻璃鋼表面光滑；④簡化手糊操作，提高勞動生產率。這種增強材料可以在拉擠法玻璃鋼及RTM中代替連續原絲氈，還可以在離心法玻璃鋼管生產中取代方格布。

(8) 玻璃纖維絕緣套管：以玻璃纖維紗編織成管，並塗以樹脂材料製成的各種絕緣等級的套管，有PVC樹脂玻纖漆管、丙烯酸玻纖漆管、硅樹脂玻纖漆管等。

70年代以來，出現了把短切原絲氈、連續原絲氈、無捻粗紗織物和無捻粗紗等，按一定的順序組合起來的增強材料，大體有以下幾種：

（1）短切原絲氈+無捻粗紗織物

（2）短切原絲氈+無捻粗紗布+短切原絲氈

（3）短切原絲氈+連續原絲氈+短切原絲氈

（4）短切原比氈+隨機無捻粗紗

（5）短切原絲氈或布+單向碳纖維

（6）短切原絲+表面氈

（7）玻璃布+單向無捻粗紗或玻璃細棒+玻璃布

玻璃纖維無紡布系列產品起源於歐洲，後引入美國、日本、中國等國家。我國先後建立幾條大型生產線，主要技術來自於德國技術如常州的中興天馬、陝西華特。

（1）屋面氈 用於改性瀝青防水卷材、彩色瀝青瓦等防水材料的基材

（2）管道氈 用於石油、天然氣管道的包覆，與瀝青結合防止地下管道腐蝕

（3）表面氈 玻璃鋼製品的塑形和表面拋光

（4）貼面氈 用於牆面和天花板，可以防止塗料的開裂、橘皮，多用於裝飾大型會議室、高檔酒店

（5）地板氈 用作PVC地板的基材

（6）地毯氈 用作方塊地毯的基材

（7）覆銅板氈 貼附於覆銅板可增強其衝、鑽性能

（8）蓄電池隔板氈 用作鋁酸蓄電池隔板氈的基材。

主要用途玻璃鋼行業（約佔70%）。建築行業也有用玻璃纖維布的，主要作用就是增加強度。也作建築外牆保温層，內牆裝飾，內牆防潮防火等

玻璃纖維布品種：玻璃纖維網格布，玻璃纖維方格布，玻璃纖維平紋布，玻璃纖維軸向布，玻璃纖維壁布，玻璃纖維電子布。

1、增強剛性和硬度，玻纖的增加可以提高塑料的強度和剛性，但是同樣的塑料的韌性會下降。例子：彎曲模量；

2、提高耐熱性和熱變形温度，以尼龍為例，增加了玻纖的尼龍，熱變形性温度至少提高兩倍以上，一般的玻纖增強尼龍耐温都可以達到220度以上

3、提高尺寸穩定性，降低收縮率；

4、減少翹曲變形；

5、減少蠕變；

6、對阻燃性能因為燭芯效應，會干擾阻燃體系，影響阻燃效果；

7、降低表面的光澤度；

8、增加吸濕性；

9、玻纖處理：玻纖的長短直接影響材料的脆性的。玻纖如果處理不好，短纖會降低衝擊強度，長纖處理好會提高衝擊強度。要使得材料脆性不至於下降很大，就要選擇一定長度的玻纖。

結論：要獲得好的衝擊強度，玻纖的表面處理和玻纖的長度至關重要。

含纖量： 產品的含纖量多少也是一個關鍵的問題。我國一般採取10%、15%、20%、25%、30%等整數含量，而國外則根據產品的用途來決定玻纖的含量。

2015年4月，加拿大科學家研發了一種價廉有效的方法將玻璃纖維埋入彈力橡膠中，該新型材料可用來製成冬天的防滑鞋。該材料是由一種叫做熱塑性聚氨酯的橡膠塑料製成，成千上萬的玻璃纖維被埋入其中伸展到橡膠外如一個個微小的釘子，使橡膠有如細砂紙般的感覺。 ^[2] 

玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料，隨着市場經濟的迅速發展，玻璃纖維成為建築、交通、電子、電氣、化工、冶金、環境保護、國防等行業必不可少的原材料。由於在多個領域得到廣泛應用，因此，玻璃纖維日益受到人們的重視。全球玻纖生產消費大國主要是美國、歐洲、日本等發達國家，其人均玻纖消費量較高。歐洲仍然是玻璃纖維消費的最大地區，用量佔全球總用量的35%。

2008年以來，全世界的玻璃纖維企業對擴產計劃變得更加謹慎，世界玻璃纖維生產能力增長緩慢。2010年，全球連續玻璃纖維產能為471.5萬噸，預計為530萬噸。

我國玻璃纖維企業經過多年的發展，產品質量已處上游水平，深加工產品比例逐年提升。中國玻璃纖維行業的領先企業毛利率在25-35%之間，明顯高於國外巨頭10%的毛利率。世界玻璃纖維行業長期以來一直是寡頭壟斷格局，中國作為新生力量，經過近幾年來年均20%以上的產能增速，預計將佔據全球60%以上的份額，成為國際玻璃纖維市場上的新寡頭。

中國玻璃纖維行業近幾年的快速發展，動力來自國內和國外兩個市場的拉動。國際市場的擴大，既有總需求增長的因素，也有來自國際企業前期因利潤率較低退出行業後，給國內企業在國際市場留下的發展空間；而國內市場的增長，則是來自下游消費行業的快速發展。中國玻璃纖維經過了50多年的發展，已經頗具規模。

與國際相比，我國玻纖產品品種規格少，應用範圍窄。但這些情況也從另外一個角度説明，我國的玻纖產業還存在大量市場空間未被挖掘，尤其是在一些應用領域，許多細分市場甚至根本未被開發。20世紀最後幾年，在國家建材局符合市場化要求的發展戰略的引導下，玻纖行業無論是在總體產量還是在各種先進的玻纖產品的產量變化上出現了可喜的變化。我國的玻纖產業從改革開放初期開始起步，二十年的時間成為了世界玻纖產品的第二大生產國，產量增長速度明顯快於世界玻纖產量增長速度。1985年我國的玻纖產量只有區區7.1萬噸，勉強佔世界玻纖產量的1/20，但進入90年代後，玻纖工業突飛猛進，在2001-2003年世界玻纖業產量徘徊不前、陷入瓶頸的時候，我國玻纖產量仍然保持快速增長的勢頭，2003年47.3萬噸的年產量幾乎已經達到世界玻纖產量的1/5，提前達到並超額完成國家“十五”計劃規定的玻纖年產量38萬~40萬噸的奮鬥目標。我國玻纖行業屬於外向型結構，進口和出口一直呈雙向增長態勢，尤其是隨着玻纖產業的蓬勃發展，進出口更是保持高速增長，2003年出口量已經達到玻纖總產量的59.1%。較高的進出口比例表明，我國玻纖業已經完全與國際玻纖市場接軌，產品產量與質量上的提高使得我國玻纖業的國際市場競爭力大大增強。另一方面，我國經濟持續穩步的發展也增加了國內對國外先進玻纖產品的需求。這種健康的外向型結構導致了一種良性循環。我國玻纖業過去一直處於逆差狀態，但出口與進口的差額一直在縮小，到2004年上半年首次實現貿易順差5917.55萬美元，徹底扭轉了整個行業進口大於出口的局面

2006年，全國累計生產玻璃纖維紗116.07萬噸，同比增長22.18%。其中：池窯產量89.12萬噸，佔生產總量的76.79%。玻璃纖維工業產品銷售率為99.5%，比2005年同期增長2.8個百分點，庫存量減少。2006年企業主營業務成本高達237.44億元，同比增長30.84%。企業克服原材料價格上漲的影響，實現利潤水平又創新高。2006年，行業實現利潤總額25.66億元，同比增長39.65%；實現利税總額36.85億元，同比增長43.53%。2006年，中國玻璃纖維行業出口創匯11.8億美元，實現貿易順差4.51億美元，累計出口玻璃纖維及製品79.01萬噸，同比增長38.9%。

2007年1-11月，中國玻璃纖維及製品製造行業累計實現工業總產值37,624,527千元，比上年同期增長了38.07%；累計實現產品銷售收入36,565,839千元，比上年同期增長了38.22%；累計實現利潤總額3,541,052千元，比上年同期增長了51.08%。

2008年受國際金融危機的影響，中國玻纖出口形勢非常嚴峻，在國際經濟形勢不景氣、當前呈現供大於求的時期，有條件有必要加快開發應用玻纖行業的下游產品，以順應當前國策。重視國內對玻纖紗需求，擴大內需，保持國內經濟持續發展。

2011年12月份，我國生產玻璃纖維紗31萬噸，同比增長15.28%。2011年1-12月，全國玻璃纖維的產量達372萬噸，同比增長17.95%。

從各省市的產量來看，2011年1-12月，山東玻璃纖維的產量達125萬噸，同比增長18.79%，佔全國總產量的33.67%。緊隨其後的是浙江、重慶和四川，分別佔總產量的19.95%、11.49%和9.66%。

正因為如此，國內優秀的玻璃纖維行業生產企業愈來愈重視對行業市場的研究，特別是對企業發展環境和客户需求趨勢變化的深入研究，一大批國內優秀的玻璃纖維企業迅速崛起，逐漸成為玻璃纖維行業中的翹楚。

長遠來看，中東、亞太基礎設施的加強和改造，對玻纖需求增加了很大的數量，隨着全球在玻纖改性塑料、運動器材、航空航天等方面對玻纖的需求不斷增長，玻纖行業前景仍然樂觀。另外玻纖的應用領域又擴展到風電市場，這可能是玻纖未來發展的一個亮點。能源危機促使各國尋求新能源，風能成為如今關注的一個焦點，中國在風電領域也開始加大力度投資。

玻璃纖維製品被廣泛應用於國民經濟的各個領域，其中電子、交通和建築是最主要的三大應用領域，也代表了世界玻纖產業在未來幾年的發展趨勢。

2023年5月7日，記者從中國科學院物理研究所獲悉，通過對嫦娥五號月壤樣品開展系統的物質科學研究，我國科研人員發現了多種類型、不同起源的月球玻璃物質。更重要的是，他們還在嫦娥五號月壤中首次發現天然玻璃纖維。相關研究成果在線發表於《國家科學評論》。 ^[4]