玄武岩纤维
玄武岩纤维报告

玄武岩纤维报告1. 简介玄武岩纤维是一种由玄武岩原材料制成的纤维材料。
玄武岩是一种火山岩,主要由辉石和斜长石组成。
它具有优良的物理和化学性质,因此在许多领域中得到广泛应用,包括建筑材料、地质勘探、环境保护等。
2. 玄武岩纤维的制备方法玄武岩纤维的制备方法主要包括以下几个步骤: 1. 岩石选矿:选择适合制备玄武岩纤维的玄武岩矿石。
2. 岩石破碎:将岩石矿石进行破碎,得到适当大小的岩石颗粒。
3. 熔融炉炼:将岩石颗粒放入熔融炉中,加热至高温,使岩石熔化。
4.纤维拉制:通过旋转和拉扯熔融的岩石,使其形成纤维状。
5. 纤维固化:将拉制得到的纤维冷却固化。
6. 修整加工:对固化的纤维进行修整和加工,得到符合要求的玄武岩纤维。
3. 玄武岩纤维的性质玄武岩纤维具有以下主要性质: - 高强度和高韧性:玄武岩纤维具有较高的拉伸强度和韧性,能够承受较大的受力。
- 耐高温:玄武岩纤维具有较高的耐高温性能,能够在高温环境下稳定工作。
- 隔热性能:玄武岩纤维具有较好的隔热性能,能够有效阻隔热量传递。
- 耐腐蚀性:玄武岩纤维具有较好的耐腐蚀性,能够抵抗酸碱等腐蚀介质的侵蚀。
- 轻质:相比与金属材料,玄武岩纤维具有较轻的重量,便于搬运和安装。
4. 玄武岩纤维的应用领域由于其优良的性质,玄武岩纤维在许多领域中得到了广泛应用,包括但不限于以下几个方面:4.1 建筑材料玄武岩纤维可以用于制备建筑材料,如玄武岩纤维混凝土、玄武岩纤维板材等。
这些材料具有较高的强度和良好的耐久性,能够用于建筑物的结构加固和装饰。
4.2 地质勘探玄武岩纤维可以用于地质勘探领域,例如制备地质勘探钻头等工具。
其耐高温和耐磨性能使其适用于各种岩层的钻探。
4.3 环境保护玄武岩纤维可以用于环境保护领域,例如制备过滤材料和吸附材料。
其高温稳定性和抗腐蚀性能使其能够在高温和腐蚀性介质中起到过滤和吸附的作用。
5. 玄武岩纤维的未来发展趋势随着科技的进步和应用领域的扩展,玄武岩纤维的未来发展前景非常广阔。
玄武岩纤维

玄武岩纤维玄武岩纤维,是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。
类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。
玄武岩纤维制品有:1,玄武岩纤维无捻粗纱,是用多股平行原丝或单股平行原丝在不加捻的状态下并合而成的玄武岩纤维制品,2,玄武岩纤维纺织纱是由多根玄武岩纤维原丝经过加捻和并股而成的纱线,单丝直径一般≤9µm。
纺织纱大体上可分为织造用纱和其他工业用纱;织造纱是以管纱、奶瓶形筒子纱为主。
3,玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。
纤维上涂有(硅烷)浸润剂。
所以玄武岩纤维短切纱是增强热塑性树脂的首选材料,同时还是增强混凝土的最佳材料。
玄武岩是一种高性能的火山岩组份,这种特殊的硅酸盐,使玄武岩纤维具有优良的耐化学性,特别具有耐碱性的优点。
因此,玄武岩纤维是替代聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)用于增强水泥混凝土的优良材料;也是替代聚酯纤维、木质素纤维等用于沥青混凝土极具竞争力的产品,可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等。
4,将玄武岩纤维纱经过高性能的膨体纱机,制成玄武岩纤维膨体纱。
成型原理是:高速空气流进入成形膨化通道中形成紊流,利用这种紊流作用将玄武岩纤维分散开,使其形成毛圈状纤维,从而赋予玄武岩纤维膨松性,制造成膨体纱。
5,玄武岩纤维布6,玄武岩纤维毡7,玄武岩纤维复合材料玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等高技术纤维相比,除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外,玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能,且性价比好,是一种纯天然的无机非金属材料,也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。
玄武岩纤维及其复合材料可以较好地满足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电子、航空、航天等领域结构材料的需求,对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。
玄武岩制纤维

玄武岩纤维无捻粗纱玄武岩纤维无捻粗纱,是用单股或多股平行连续玄武岩纤维原丝在不加捻的状态下并合而成的玄武岩纤维制品,单丝直径一般在11μm~25μm。
具有高强度、高模量、耐高温、抗辐射等特性。
应用领域:·编织各种单向布、方格布、网格布、土工布·加工成短切纤维用作沥青路面增强、水泥增强、热塑性塑料增强·耐高温低温、高强力、耐化学腐蚀的各种高压管、罐、气瓶的增强材料·加工复合筋材料用于替代钢材的增强骨架材料玄武岩纤维短切纱玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品,单丝直径一般在5.5μm~25μm,长度在6mm~100mm.根据不同的用途表面涂有不同类型的偶联剂。
具有良好的分散性、高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳和抗静电性等性能。
应用领域:·高等级公路沥青路面增强·水泥混凝土构件及道路增强·与树脂复合的增强材料·制作耐高温耐腐蚀过滤针刺毡、水刺毡,面毡用纱玄武岩纤维工业技术织物玄武岩纤维工业技术织物,是由纺织纱或浸透性成带性优良的无捻粗纱而织成的织物,单丝直径一般为5.5μm~13μm ;特别适用于耐高温、耐腐蚀性要求的领域中应用,同树脂、橡胶等有机材料有良好的结合性。
应用领域:·耐高温、耐酸碱过滤收尘织物、特殊电子布基材·防火布、各类工业织物、网布玄武岩连续纤维的总体性能是什么?1、突出的耐温性能玄武岩纤维的使用温度范围为:-269~700℃(最高为960℃),而玻璃纤维为-60~450℃。
它的软化点为960℃。
在400℃温度下工作时,其断裂强度能够保持85%;在600℃温度下工作时,其断裂强度仍能够保持80%的原始强度;如果玄武岩纤维预先在780~820℃温度下进行处理,纤维还能在860℃温度下工作而不会出现收缩。
而即使优良的矿棉此时也只能保持50%~60%的强度,玻璃棉则完全破环。
碳纤维的抗氧化性较差,在300℃有CO和CO2产生;间位芳纶最高使用温度也只有250℃。
玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准
摘要:
一、玄武岩纤维概述
二、玄武岩纤维的制备方法
三、玄武岩纤维的性能与特点
四、玄武岩纤维的应用领域
五、玄武岩纤维的标准规范
正文:
一、玄武岩纤维概述
玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成。
玄武岩连续纤维不仅强度高,而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。
二、玄武岩纤维的制备方法
玄武岩纤维的制备过程主要包括原料准备、熔融、拉丝和后处理等步骤。
首先将玄武岩矿石进行破碎,然后加入熔炉中,在1450~1500 摄氏度的高温下熔融。
接着,将均匀的熔融物通过拉丝漏板先拉成粗纤维,然后粗纤维由拉丝机拉制成各种规格的连续纤维。
最后,根据后续用途采用不同的浸润剂进行浸润处理,加工形成最终产品。
三、玄武岩纤维的性能与特点
玄武岩纤维的性能介于高强度S 玻璃纤维和无碱E 玻璃纤维之间,具有
较高的强度、耐高温性能好、耐酸耐碱、抗紫外线性能强等特点。
与玻璃纤维、碳纤维、芳纶等其他高性能纤维相比,玄武岩纤维不仅力学性能佳,而且具有很多优异功能性。
四、玄武岩纤维的应用领域
玄武岩纤维在我国重点开发的四大类纤维之一,以其为原料制备的各类产品在国防军工、航空航天、消防、环保、汽车制造、石油化工、电力电子、体育、医疗、土木工程等领域得到了大量应用。
玄武岩纤维

2.65~3.05 1.44 1.78 3000~3500 2578~3034 2500~3500 79.3~93.1 124~131 230~240 3.2 2.3 1.2
最高使 用温度 /℃
650 250 500
玄武岩的发展
(1)玄武岩连续纤维作为一种新型绿 色环保材料出现在20世纪60年代初. (2)从70年代起,美国和德国的科学 家先后对玄武岩纤维的制备进行了大 量的研究。
玄武岩纤维的概念
玄武岩纤维,是以纯 天然火山岩为原料在 1450℃~1500℃熔融 后,通过铂铑合金拉 丝漏板高速拉制而成 的连续纤维。类似于 玻璃纤维,其性能介于 高强度S玻璃纤维和无 碱E玻璃纤维之间。
玄武岩纤维的组成与结构
玄武岩纤维的密度在2.6-3.05g/cm3 之间,主 要组分如表格所示
玄武岩纤维主要组分含量
组分 SiO₂ Al2O3 CaO FeO MgO Na2O Fe2O3 K2O TiO2 P2O5
含量
51.4
14.83
10.26
8.47
5.92
2.42
1.73
1.20
0.84
0.32
化学成 分 最低 最高 SiO₂ Al2O3 FeO CaO Fe2O3 5 15 6 12 MgO TiO2 Na2o k 2o 2.5 6.0 其他混 合物 2.0 3.5
45 60
120
生产工艺步骤
原料制备 粉碎
池窑内高温熔融
铂合金
漏板成形
拉丝
侵润剂
退解工艺
加工成纤
玄武岩纤维 凯拉夫49 碳纤维
玄武岩纤维介绍

玄武岩纤维1 玄武岩纤维简介玄武岩纤维(Basalt Fibre 简称BF)是以天然的基性玄武岩矿石为原料,将其破碎后加入熔窑中,在1450~1500 ℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的纤维,是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。
纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。
矿物纤维在沥青混合料中的应用在国外已经形成规模。
美国在1991年开始使用玄武岩矿物纤维,并在美国第一条SMA沥青路面——乔治亚州的州际公路上使用了Fiberand公司的道路专用矿物纤维,获得了很好的评价。
随后,矿物纤维在其他州也得到推广,并且因为其有利于沥青混合料的再生利用而逐渐有主导市场的倾向。
虽然我国早就已经具备相当的矿物纤维生产能力,但是道路专用矿物纤维仍然依靠进口,其售价介于木质素纤维同进口聚合物化学纤维之间。
只是,同木质素纤维和聚合物化学纤维相比,矿物纤维的应用还很少,没有形成市场规模及相应的技术积累。
最近,国内有一些科研院所会同材料公司开始合作开发道路专用矿物纤维,并已经有产品面世。
由于生产新的矿物纤维同原来的石棉纤维、岩棉纤维及玻璃纤维设备相似,只是原料和技术指标需要进行相应转换,因此,专家预测,国产道路专用矿物纤维会很快得到发展并开拓其市场。
图1 玄武岩纤维外观2 沥青路面用玄武岩纤维主要性能1) 具有极大的比表面积:纤维极细,平均直径5μ呈三维状分布。
在沥青混合料中起吸附、稳定和加筋作用。
2) 表面浸润性好:与沥青能很好地粘合。
在沥青中的分散性好,可确保对沥青的加筋加强作用,也可作为沥青的载体增大沥青用量,防止沥青流失。
3) 力学性能优异:具有很高的抗拉强度,可有效增强、增韧沥青混合料。
4) 工作温度范围大:熔点1500℃,纤维性能不受沥青混合料高温拌合影响,适应路面的各种高低温工作环境。
5) 化学稳定性好:拌合时不与沥青产生任何化学反应,适应沥青路面的各种酸碱工作环境。
6) 抗老化性能好:不老化、不变质退化。
玄武岩纤维

玄武岩纤维简介玄武岩纤维(Basalt Fiber)是玄武岩石料在1450 C〜1500 C熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。
类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。
玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料,它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成的。
玄武岩连续纤维不仅稳定性好,而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。
此外,玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少,对环境污染小,产品废弃后可直接转入生态环境中,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。
我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一,在我国基本上实现了工业化生产。
玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。
玄武岩纤维表面较光滑,表面能较低,经过表面改性后,其表面增加纳米SiO2粒子,有效地提高纤维表面粗糙度,增加了微生物与载体间的有效接触面积;改性后表面有阳离子的存在,载体表面电位升高,载体表面带正电荷,利用静电吸力促进微生物固定,有利于微生物固定化;改性后表面的活性官能团,增加了载体的表面能,所含有羟基、羰基或羧基等,对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。
通过玄武岩纤维载体表面改性,使其具有良好的亲水性和微生物负载性能,使之能够负载更多的生物量,且长时间保持较高的微生物活性,从而实现更有效通过生物膜法降解水体中污染物。
玄武岩的发展(1 )玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现在20世纪60年代初。
(2 )从70年代起,美国和德国的科学家先后对玄武岩纤维的制备进行了大量的研究。
玄武岩纤维的组成与结构玄武岩纤维的密度在2.6~3.05g/cm 3之间,主要组分如下表所示。
玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准玄武岩纤维是一种由玄武岩熔融纤维化制备而成的高性能纤维材料。
玄武岩纤维具有很高的拉伸强度、高模量、良好的耐热性和耐腐蚀性能,被广泛应用于建筑材料、航空航天、汽车制造和环境保护等领域。
对于玄武岩纤维的质量控制和应用标准制定非常重要,以下是一些相关参考内容。
一、纤维化过程控制标准:1. 玄武岩原料筛选标准:玄武岩作为原料,需具备一定的化学成分和物理特性。
通常应具有高硅、低铁、低钠和低碳等特点,在筛选过程中需要严格控制化学成分的范围。
2. 熔融纤维化过程控制标准:熔融纤维化是将玄武岩原料经过高温熔融,然后通过喷射或旋转来拉丝纤维,需要控制的参数包括熔融温度、喷射速度、纺丝速度等。
通过对熔融纤维化过程的控制,可以确保纤维的均匀性和一致性。
二、纤维物理性能标准:1. 拉伸强度:玄武岩纤维的拉伸强度是衡量纤维抗张应力能力的关键指标,需要按照相关测试标准确定纤维的最大拉伸负荷和断裂强度。
2. 模量:纤维的模量是衡量纤维刚度和弹性能力的指标,需要按照相关测试标准确定纤维的弹性模量。
3. 密度:纤维的密度直接影响到其质量和性能,需要按照相关测试标准确定纤维的密度值。
三、耐热性能标准:1. 纤维的熔点和热稳定性:纤维需要在高温环境下保持较好的力学性能,需要按照相关测试标准确定纤维的熔点和热稳定性。
2. 纤维的热导率:纤维的热导率决定了其散热性能,需要按照相关测试标准确定纤维的热导率。
四、耐腐蚀性能标准:1. 纤维的酸碱性:纤维需要具备一定的酸碱抗腐蚀性能,需要按照相关测试标准确定纤维在不同酸碱溶液中的性能表现。
2. 纤维的湿强度:纤维在湿润环境中的强度表现需要按照相关测试标准进行测试。
以上是玄武岩纤维标准的一些相关参考内容。
这些标准的制定对于确保玄武岩纤维的质量和性能非常重要,有助于保证其在各个应用领域中能够发挥出最佳的效果。
在实际应用中,标准的制定和执行还需要根据具体情况进行调整和完善。
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玄武岩纤维简介玄武岩纤维(Basalt Fiber)是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。
类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。
玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料,它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成的。
玄武岩连续纤维不仅稳定性好,而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。
此外,玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少,对环境污染小,产品废弃后可直接转入生态环境中,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。
我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一,在我国基本上实现了工业化生产。
玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。
玄武岩纤维表面较光滑,表面能较低,经过表面改性后,其表面增加纳米SiO2粒子,有效地提高纤维表面粗糙度,增加了微生物与载体间的有效接触面积;改性后表面有阳离子的存在,载体表面电位升高,载体表面带正电荷,利用静电吸力促进微生物固定,有利于微生物固定化;改性后表面的活性官能团,增加了载体的表面能,所含有羟基、羰基或羧基等,对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。
通过玄武岩纤维载体表面改性,使其具有良好的亲水性和微生物负载性能,使之能够负载更多的生物量,且长时间保持较高的微生物活性,从而实现更有效通过生物膜法降解水体中污染物。
玄武岩的发展(1)玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现在20世纪60年代初。
(2)从70年代起,美国和德国的科学家先后对玄武岩纤维的制备进行了大量的研究。
玄武岩纤维的组成与结构玄武岩纤维的密度在2.6~3.05g/cm3之间,主要组分如下表所示。
表1 玄武岩纤维主要组分含量组分SiO2Al2O3CaO FeO MgO Na2O Fe2O3K2O TiO2P2O5含量51.4 14.83 10.26 8.47 5.92 2.42 1.73 1.20 0.84 0.32 玄武岩纤维各组分的作用如下表所示。
表2 玄武岩纤维革组分作用组分SiO2、Al2O3FeOFe2O3TiO2CaOMgO作用提高纤维的化学稳定性和熔体的黏度提高成纤的使用温度提高纤维的化学稳定性、熔体的表面张力和黏度属于添加剂范畴,有利于原料的熔化和制取细纤维玄武岩纤维的性能(1)热稳定性。
玄武岩纤维板的热导率低,在25℃下的热导率仅为0.04W/(m•K),可以在650℃高温下使用,而玻璃纤维在同一条件的使用温度不超过400℃。
(2)声绝缘性。
随着频率的增加,其吸音系数显著增加。
玄武岩纤维隔音和吸音效果好,采用玄武岩纤维制作的隔音材料在航空、船舶等领域有着广阔的前景。
(3)介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性。
玄武岩纤维具有良好的介电性能。
它的体积电阻率比玻璃纤维要高一个数量级。
玄武岩中含有质量分数不到20%的导电氧化物,可用于制造新型耐热介电材料。
玄武岩纤维具有比玻璃纤维高的电绝缘性和对电磁波的高透过性。
(4)力学性能。
玄武岩纤维具有优良的力学性能,拉伸强度、弹性模量及断裂伸长率都比较大,在一些应用领域内,完全可以代替玻璃纤维、碳纤维等充当复合材料的增强体,且性价比较优越。
性能密度(g/cm3)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa断裂伸长率/%最高使用温度/℃玄武岩纤维凯拉夫49 碳纤维2.65~3.051.441.783000~35002578~30342500~350079.3~93.1124~131230~2403.22.31.2650250500(5)化学稳定性。
玄武岩纤维具有良好的耐酸、耐碱,耐水性也相当强,属于一级耐水材料。
不同介质中纤维损失重量比率如下表所示。
介质2mol/L NaOH 2mol/L HCL H2O玄武岩纤维E-玻璃纤维2.2%6.0%5.0%38.9%0.2%0.7%(6)绿色环保性。
由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物等有害气体排出,使玄武岩纤维的制造过程对环境无害,克服了传统材料在生产、使用和废弃过程中需消耗大量的能量和造成环境污染等缺点,而且玄武岩纤维能自动降解为土壤的母质,可连续和循环利用。
玄武岩纤维的特点玄武岩纤维及其复合材料是以天然玄武岩矿石为原料,将矿石破碎后加入熔窑中,在1450-1500℃熔融后,通过喷丝板拉伸成连续纤维,并以玄武岩纤维为增强体制成的新型复合材料。
玄武岩纤维的特点:1、耐高温(使用温度范围为-269—900℃)、隔音、隔热、抗振动、耐酸碱,使用寿命长;2、对生态无害,阻燃性和防爆性好;3、具有较强的化学惰性,无论在空气中还是在化学介质中都十分稳定;4、玄武岩纤维与玻璃纤维和碳纤维相比投资成本更低廉,且产品附加值高,原材料利用率高(可达90%以上)。
5、玄武岩材料可广泛用于国民经济各个领域。
目前只有俄罗斯、乌克兰等少数几个国家掌握了玄武岩连续纤维的生产技术,其每年生产的数量尚不能满足1%的市场需求。
而我国玄武岩矿床储量丰富,具有生产成本较低等竞争优势。
因此,玄武岩连续纤维开发应用的市场发展前景诱人。
深圳俄金碳材料科技有限公司由深圳市黄金屋真空科技有限公司和俄罗斯的一家军事工业材料研究院合资组建。
“玄武岩连续纤维及其复合材料”属于中国和俄罗斯政府间科技合作项目,聚集了一批来自莫斯科、上海和深圳的专家。
“俄金”公司将以玄武岩熔融、拉丝自动化控制技术为创新点,以低成本、大规模生产为产业化特征,力争用3-5年的时间,在生产总量和技术先进程度等方面达到国际领先水平。
连续玄武岩纤维(以个简称生武岩纤维)与玻璃纤维和其他无机非金属纤维一样,是做复合材料的一种新型优质增强材料。
玄武岩纤维是用单一的玄武岩矿石为原料制造出来的。
表1是玄武岩纤维与几种玻璃纤维成分的比较。
玄武岩纤维的熔化和拉丝过程与玻璃纤维相比,省立了多种原料配料过程,熔化池窑与玻纤池窑类似,但由于玄武岩含FeO和Fe2O3达10%以上,黑度系数接近0.9,透热性差,又属于块状堆积熔化工艺,所以池炉比较浅,熔池面积比破纤的小。
同时玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物析出,池墙受侵蚀较小,在池炉排放的烟尘中基本无有害物质,所以整个生产过程中环保状况更好。
玄武岩纤维于1953-1954年在莫斯科玻璃和牵料研究院开发出来。
第一台工业化生产炉于1985年在乌克兰纤维实验室(TZI)建成投产,采用200孔漏板、组合炉拉丝工艺。
发展情况是:第一代是池窑拉丝工艺。
在2002年以前,前苏联每年大约有500吨连续玄武岩纤维产品,主要用于军拉丝炉及机器设备。
他们年产260吨的生产工艺和技术在乌克兰已有近20年的生产历史,但从末介绍给中国参观者。
玄武岩纤维池炉生产技术有非常关键的不同之处和特殊的熔制工艺。
由于玄武岩中含有高达10%以上的FeO和Fe2O3,所以玄武岩矿源选择十分严格,在熔制过程中黑色和熔体和窑炉的氧化还原气氛都必须严格控制。
前炉通路短,熔液快速流过,采用铂金管分流器,加热式管状流液洞,同时采用了中心取液法,配合较小的漏板,很短的漏咀和热风式丝根冷却器等一系列专有技术和技术决窃,使拉丝作业稳定。
矿石原料与纤维的成品率之比高达1.1:1。
除此之外,拉丝机、单丝涂油器、浸润剂技术、污水处理与回收利用,原丝的干燥、加工技术与设备基本上与玻璃纤维相同。
现今前苏联诸国家的玄武岩纤维池窑已发展到年产700吨规模,使用400孔。
美国玄武岩纤维池窑现已发展到1000-1500吨规模,使用800孔漏板拉丝技术。
玄武岩纤维的制备原料选择:为了顺利实现熔融和拉丝,玄武岩中基本酸性氧化物与碱性氧化物比值的酸性模量要在3~6.5之间,即6.5>(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)>3(酸性模量在一定程度上反映了玄武岩纤维的化学稳定性及使用寿命的高低)。
拉制玄武岩连续纤维所需玄武岩矿石的各组分含量化学成分SiO2Al2O3FeOFe2O3CaO MgO TiO2Na2OK2O其他混合物最低最高456012195156123.070.92.02.56.02.03.5生产工艺步骤原料制备粉碎池窑内高温熔融铂合金漏板成型拉丝浸润剂退解工艺→加工成纤→纤维深加工玄武岩纤维制品1,玄武岩纤维无捻粗纱,是用多股平行原丝或单股平行原丝在不加捻的状态下并合而成的玄武岩纤维制品,2,玄武岩纤维纺织纱是由多根玄武岩纤维原丝经过加捻和并股而成的纱线,单丝直径一般≤9um。
纺织纱大体上可分为织造用纱和其他工业用纱;织造纱是以管纱、奶瓶形筒子纱为主。
3,玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。
纤维上涂有(硅烷)浸润剂。
所以玄武岩纤维短切纱是增强热塑性树脂的首选材料,同时还是增强混凝土的最佳材料。
玄武岩是一种高性能的火山岩组份,这种特殊的硅酸盐,使玄武岩纤维具有优良的耐化学性,特别具有耐碱性的优点。
因此,玄武岩纤维是替代聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)用于增强水泥混凝土的优良材料;也是替代聚酯纤维、木质素纤维等用于沥青混凝土极具竞争力的产品,可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等。
4,将玄武岩纤维纱经过高性能的膨体纱机,制成玄武岩纤维膨体纱。
成型原理是:高速空气流进入成形膨化通道中形成紊流,利用这种紊流作用将玄武岩纤维分散开,使其形成毛圈状纤维,从而赋予玄武岩纤维膨松性,制造成膨体纱。
5,玄武岩纤维布6,玄武岩纤维毡7,玄武岩纤维复合材料玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等高技术纤维相比,除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外,玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能,且性价比好,是一种纯天然的无机非金属材料,也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。
玄武岩纤维及其复合材料可以较好地满足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电子、航空、航天等领域结构材料的需求,对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。
它既是21世纪符合生态环境要求的绿色材料,又是一个在世界高技术纤维行业中可持续发展的有竞争力的新材料产业。
尤其是我国已经拥有自主知识产权的玄武岩纤维制造技术及工艺,并且以“后来居上”的后发展优势达到了国际领先水平,因此,大力发展玄武岩纤维及其复合材料产业无疑具有重要的意义。
3玄武岩纤维应用纤维表面改性技术主要有表面氧化改性技术、化学镀/电镀表面改性技术、等离子体改性技术和涂层改性技术等,其中涂层改性技术应用最为广泛,主要目的为提高其力学能和对环境抗老化性能,以及与其他材料复合性能。