玻璃纤维
玻璃纤维
叶 腊 石 等
高 温 熔 窑
玻 璃 溶 液
合 金 漏 板
玻 纤 原 丝 无 纺 材 料
玻 纤 布
玻纤增强沥
电子布等
粉磨均化
高温拉丝 烘干、短切、 浸润
玻 璃 钢
热塑增强
热固增强
池窑拉丝工艺优点： 温度控制合理，节约能源消耗，也使生产工艺稳定，产品产量、质量得以提高，易实现大规模化 工业生产和全自动控制技术，使劳动生产效率得以大幅度提高。因此，池窑法拉丝工艺已经成为 当前国际上的主流拉丝工艺，用这种方法生产的玻璃纤维总量约占全球总量的85%～90%。
聚乙烯醇（PVA）作为第一代成膜剂 聚乙烯醇（ ）作为第一代成膜剂，现在已经发展到聚醋酸乙烯酯（PVAc）、聚 酯树脂、环氧树脂、聚丙烯酸酯和聚氨酯类 国外多采用聚酯和环氧乙烷树脂，而国内多采用聚醋酸乙烯酯乳液和环氧树脂复合 聚醋酸乙烯酯乳液 聚醋酸乙烯酯乳液 作为成膜剂 2005年国内浸润剂需求约3万吨，2009年达到约7.5万吨
分类 无碱玻纤 玻璃） （E-玻璃） 玻璃 中碱玻纤 玻璃） （C-玻璃） 玻璃 高强度玻纤 玻纤） （S-玻纤） 玻纤 高碱玻纤 玻纤） （A-玻纤） 玻纤 电子纱 无硼无氟玻 纤 高弹性模量 玻纤 高硅氧玻纤 耐辐照玻纤 低介电玻纤 特性 良好的电气绝缘性及机械性能，耐高温，不耐酸和 强碱 耐化学性特别是耐酸性优良，电气性能差，价格低 廉 高强度、高模量，比无碱玻纤拉生强度高50% 强度差，耐水性差，耐酸性良好，成形温度低 良好的电绝缘性，抗拉强度高，尺寸稳定性、耐热 性、化学稳定性及耐燃性佳 模量高，耐酸能力强，电绝缘性好 模量高，强度高，电绝缘性好 耐900-20000高温，微孔结构可作催化剂载体 能吸收χ、ν射线和中子、耐高温、电绝缘性好 低介电常数和小介电损耗 应用举例 玻璃钢增强材料、管道、风电叶片、汽车车体、贮罐、渔船、游 艇、模具、土工格栅 耐腐蚀场合，广泛应用于石油、化工领域管道储罐及建筑、工业 设备、体育设施、酸性过滤布、窗纱基材等 军工、空间、防弹盔甲及运动器械 耐酸性的蓄电池隔板、电镀槽、硫酸厂酸雾过滤 织造电子级玻璃纤维布、编织电子套管产品、强化纸及强化带、 砂轮轴心材料、电绝缘及热绝缘材料 海洋工程、地下管道及储罐、电绝缘棒 高性能复材，耐50万伏超高电压操作杆，撑杆跳杆，跳水板 导弹、炎箭耐烧蚀部件、航天器防热层、海水淡化、高温过滤 防护服、军用装备、原子能反应堆中高温耐辐射电绝缘材料 超级计算机、高速宽频通讯设备，精细雷达天线罩
玻璃纤维
1.概述玻璃纤维（英文原名为：glass fiber或fiberglass ）是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。
它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。
玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。
中文别名：玻璃棉;玻璃纤维,纤维玻璃;直纤维;玻璃微球;硼硅酸铝钙英文名称：Glass Fiber英文别名：Sodiumzincpolyphosphate; Sodiumzincpotassiumpolyphosphate; SILANIZED GLASS WOOL; GLASS BEADS, ACID W ASHED; GLASS POWDER; GLASS WOOL; GLASS WOOL, SILANIZED2.化学性质熔点680 ℃沸点1000 ℃密度2.4~2.7g/cm3玻璃纤维作为强化塑料的补强材料应用时，最大的特征是抗拉强度大。
抗拉强度在标准状态下是6.3～6.9 g/d，湿润状态5.4～5.8 g/d。
密度2.54。
耐热性好，温度达300℃时对强度没影响。
有优良的电绝缘性，是高级的电绝缘材料，也用于绝热材料和防火屏蔽材料。
一般只被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀。
3.安全术语1.不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。
2.穿戴适当的防护服。
3.切勿吸入粉尘。
4.避免与皮肤和眼睛接触。
4.特点介绍原料及其应用：玻璃纤维比有机纤维耐温高，不燃，抗腐，隔热、隔音性好，抗拉强度高，电绝缘性好。
但性脆，耐磨性较差。
工业过滤材料，防腐、防潮、隔热、隔音、减震材料。
还可作为增强材料，用来制造增强塑料（见彩图）或增强橡胶，作为补强材玻璃纤维具有以下之特点，这些特点使玻璃纤维之使用远较其他种类纤维来得广泛，发展速度亦遥遥领先其特性列举如下：(1)拉伸强度高，伸长小(3%)。
(复合材料)玻璃纤维
玻璃钢使用的玻璃纤维直径5μm~20μm，其密 度较有机纤维大很多，但比一般金属密度要低。
纤维 名称
羊毛 蚕丝 棉花 人造丝
密度 1.28~ 1.30~ 1.50~ 1.50~ g/cm3 1.33 1.45 1.60 1.60
尼龙 1.14
玻璃纤维 碳纤维
无碱 有碱
1.4
2.6~ 2.4~ 2.7 2.6
• 玻璃是一种以脆闻名的物质。有趣 的是，玻璃一旦经加热，被拉制成 比头发还要细得多的玻璃纤维之后， 它就变得像合成纤维那样柔软，而 坚韧的程度甚至超过了同样粗细的 不锈钢丝！
• 我国玻纤工业起步于 1958年，当年产能500 吨，产量106吨。
• 1978年形成工业体系， 产量4.1万吨，居世界第 7位。
玻璃纤维 无碱 有碱
纤维直径(μm) 拉伸强度(MPa)
5.01
2000
4.70
1600
无碱玻璃纤维成型温度高、硬化速度快、结构键能大
氧化钠、氧化钾等碱性氧化物为助熔氧化物，它主要 通过破坏玻璃骨架，使结构疏松，从而达到助溶的目的。
氧化钠和氧化钾的含量越高，玻璃纤维的强度会相应 的降低
③ 存放时间对强度的影响 玻璃纤维存放一段时间后其强度会降低—纤维的老化。 原因：空气中的水分和氧气对纤维侵蚀
玻璃是由二氧化硅的四面体、铝氧三面体或硼氧三面体相 互连成不规则三维网络，网络间的空隙由Na、K、Ca、Mg等 阳离子所填充。二氧化硅四面体的三维网状结构是决定玻璃 性能的基础，填充的Na、Ca等阳离子称为网络改性物。
玻璃纤维结构示意图
1.2.3 玻璃纤维的化学组成
玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅(SiO2)、三 氧化二硼(B2O3)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3) 等
玻璃纤维
比金属低
（2）玻璃纤维的力学性能
3）玻纤的耐磨、耐折 性能差，可采用表面处理来提高。 贮运 成型 铺糊
（3）玻璃纤维的热性能
• 耐热性较高：软化点550－580℃ • 不燃烧
（4）玻璃纤维的电性能
• 电绝缘材料：无碱玻纤 • 半导体：加入氧化铁、氧化铝、氧化铜 • 导电纤维：涂金属或石墨
5、玻璃纤维制品及规格
玻璃纤维的单丝直径与原纱号数(支数) • 从拉丝漏板的每个漏孔中拉出的细玻璃丝，
称为单纤维。 • 从坩埚漏板拉丝孔中拉出来的多根纤维浸
以浸润剂集束而成一股纤维束，称为玻璃 纤维原纱。
5、玻璃纤维制品及规格
• 玻璃纤维原纱: 表示玻璃纤维原纱精细的量 度标准有很多种，我国规定用公制号数表 示，代替以往常用的支数单位。
3、玻璃纤维性能
（1）外观和密度 • 玻璃纤维的比重比有机纤维大，比金属纤
维小，几乎与铝纤维相当。 • 其比重与玻璃的成分有密切关系，一般为
2.4~2.7左右。
（2）玻璃纤维的力学性能
1）玻璃纤维的拉伸强度 （tensile strength）
• 拉伸强度高 • 玻纤高强的原因：
微裂纹假说，有微裂纹存在，产生应力 集中。
用它们生产的玻璃钢制品多用于军工、 空间、防弹盔甲及运动器械。
(4) 按纤维特性分类
2、D玻璃纤 亦称低介电玻璃，用于生产介电强度好
的低介电玻璃纤维。
(4)按纤维特性分类
3、AR玻璃纤维 亦称耐碱玻璃纤维，主要是为了增强
水泥而研制的。
(4)按纤维特性分类
4、A玻璃 亦称高碱玻璃，是一种典型的钠硅酸
玻纤，微裂纹存在的几率减小。
玻璃纤维 化学方程式-概述说明以及解释
玻璃纤维化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述玻璃纤维是一种重要的纤维增强材料，具有优异的力学性能和热稳定性，被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
玻璃纤维是通过将玻璃熔融并拉丝形成的一种纤维状材料，其主要成分是硅酸盐类化合物。
玻璃纤维具有良好的耐候性、绝缘性和抗腐蚀性，可以在恶劣环境下长期使用。
玻璃纤维的制备方法主要包括熔融法和化学气相沉积法。
熔融法是将玻璃原料加热至熔化状态，然后通过旋转或拉伸的方式形成纤维。
化学气相沉积法则是将气体中的玻璃原子沉积在基材上，形成纤维。
这两种方法各有优势，可以根据不同需求选择适合的制备方法。
玻璃纤维的化学组成主要是二氧化硅（SiO2）和其他氧化物，如氧化铝（Al2O3）、氧化钠（Na2O）等。
其中，二氧化硅是主要成分，它赋予了玻璃纤维良好的力学性能和化学稳定性。
不同的组成比例和添加剂会影响玻璃纤维的性能和用途。
玻璃纤维具有一系列优异的物理性质，包括高强度、高模量、低密度和良好的耐磨性。
它还具有很好的导热性和导电性，可以根据需要进行功能性改性。
此外，玻璃纤维还具有较好的抗火性能和吸音性能，能够提供安全、舒适的使用环境。
综上所述，玻璃纤维是一种重要的纤维增强材料，具有优异的化学组成和物理性质。
它在各个领域有广泛的应用前景，可以满足不同行业对材料性能和功能的需求。
未来，随着科学技术的不断发展，玻璃纤维的应用领域将进一步拓展，为人们的生活和工作带来更多便利和创新。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以根据以下内容展开：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织和框架，帮助读者更好地理解文章内容的组织和逻辑。
本文以玻璃纤维为主题，按照以下顺序进行组织：1. 引言：在引言部分，将首先对玻璃纤维进行概述，介绍其基本定义和特点，包括其制备方法、化学组成和物理性质等。
通过引言部分可以为读者提供一个对玻璃纤维有初步了解的背景知识。
2. 正文：正文部分将重点介绍玻璃纤维的制备方法、化学组成和物理性质等方面的内容。
玻璃纤维 用途
玻璃纤维用途玻璃纤维是一种由玻璃或玻璃短纤维制成的纤维材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀、绝缘以及高温稳定性等优点。
因此，玻璃纤维广泛应用于各个领域，如建筑、航空航天、汽车、船舶、电子、化工等。
以下将详细介绍玻璃纤维的用途。
1. 建筑领域：玻璃纤维在建筑领域的应用非常广泛。
它常被用于制作建筑外墙保温材料、屋顶防水层、隔墙、地板等。
玻璃纤维的轻质和高强度使其成为一种理想的建筑材料，能够提供良好的保温和隔音效果，并且具有耐久性和抗腐蚀性能。
2. 航空航天领域：由于玻璃纤维具有较高的强度、刚性和轻质等特点，它在航空航天领域得到广泛应用。
玻璃纤维常被用于制造飞机和火箭的结构件、机翼、机身等部件，以减轻重量并提升飞行性能。
3. 汽车工业：玻璃纤维在汽车工业中的应用也非常广泛。
它常被用于制造汽车外壳、车身零件、座椅、内饰以及车门等。
玻璃纤维的高强度和耐腐蚀性能可以提高汽车的结构强度和耐用性，并且可以减轻整车重量，提升燃油效率。
4. 船舶领域：在船舶制造中，玻璃纤维通常被用于制造船体、甲板、隔舱和船舶附件等。
相较于传统的金属材料，玻璃纤维具有更轻的重量和更好的耐腐蚀性能，可以减少船舶自身重量并且延长使用寿命。
5. 电子行业：在电子行业，玻璃纤维常被用于制造线路板、电子元件、绝缘材料以及电缆保护套等。
它的绝缘性能和耐高温性使其成为一种常用的材料，在电子设备中能够提供安全可靠的保护和连接。
6. 化工工业：由于玻璃纤维具有优异的耐腐蚀性和耐高温性，它被广泛应用于化工工业。
例如，玻璃纤维可以用于制造化工罐、管道、反应器和过滤器等设备，可以抵抗腐蚀性气体和化学物质的侵蚀，并在高温环境下保持结构的稳定性。
除了上述领域，玻璃纤维还可以用于制造运动器材、家具、体育设施、压力容器、防弹材料、过滤材料、救生设备、石材增强材料等。
随着科技的发展和对材料性能要求的不断提高，玻璃纤维在各个领域的应用前景将更加广阔。
玻璃纤维的综述
耐腐蚀：玻璃纤维具有很好的耐 腐蚀性，可以抵抗大部分酸、碱 和有机物的腐蚀。这使得它在化 工、环保等领域得到广泛应用
加工性好：玻璃纤维可被制成毡、 布、带等多种璃纤维的应用
由于上述特点，玻璃纤维在许多领域都有广泛的应用
建筑领域：玻璃纤维被用于增强混凝土和石膏板等建筑材料，提高了它们的强度和耐 久性。此外，玻璃纤维还被用于制造屋顶和墙板的保温材料
玻璃纤维的特点
玻璃纤维作为一种 高性能材料，具有
以下特点
玻璃纤维的特点
轻质高强：玻璃纤维的比重仅为钢的 1/4，但其强度却远胜于钢，甚至能达 到某些合金的强度。这使得玻璃纤维 成为一种理想的替代材料，特别是在 需要减轻重量并提高强度的场合，如 航空航天、汽车等领域
绝缘：玻璃纤维具有良好的绝缘性能， 可用于制造绝缘材料和电学元件
电子领域：玻璃纤维被 用于制造电路板和电子 元件，因其绝缘性能好 且耐腐蚀
环保领域：玻璃纤维可 以用于制造过滤器和净 化器等环保设备，因其 具有很好的耐腐蚀性且 不会产生二次污染
3
玻璃纤维的生产工艺
玻璃纤维的生产工艺
玻璃纤维的生产工艺主要包括以下步骤
熔制：将玻璃原料加热至熔融状态 拉丝：将熔融的玻璃通过拉丝机拉制成 细丝 纺织：将拉制的细丝纺织成布或毡状 上浆：在纤维表面涂覆一层保护层以防 止其磨损或污染 固化：在一定温度下使涂层固化 成品处理：对成品进行分拣、包装等处 理
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玻璃纤维的综 述
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玻璃纤维的综述
玻璃纤维，一种以玻璃为原料制成的纤维材料，具有轻 质、高强度、耐腐蚀、绝缘等特性，广泛应用于建筑、
玻璃纤维的分类
玻璃纤维的分类
玻璃纤维可以分为以下几类：
1. 长玻璃纤维（Continuous Glass Fiber）：长玻璃纤维是指长度在几十毫米到几千米范围内的玻璃纤维，通常以纤维束或纤维带的形式存在。
这种纤维具有高的强度和刚度，并且能够提供优异的抗拉、抗压和抗弯能力。
长玻璃纤维常用于增强复合材料和耐火材料中。
2. 短玻璃纤维（Short Glass Fiber）：短玻璃纤维是指长度在几毫米到几厘米范围内的玻璃纤维。
由于纤维长度较短，所以短玻璃纤维的强度和刚度相对较低，但是具有良好的耐磨性和抗冲击性。
短玻璃纤维广泛应用于增强塑料、橡胶和混凝土等材料中。
3. 玻璃纤维布（Glass Fiber Cloth）：玻璃纤维布是以玻璃纤维为原料织造成的织物，常用于增强材料和过滤材料中。
玻璃纤维布具有耐高温、耐腐蚀和良好的绝缘性能，广泛应用于建筑、航空航天、电子、化工等领域。
4. 玻璃纤维纱（Glass Fiber Yarn）：玻璃纤维纱是将玻璃纤维束或切段纤维加工成的纱线。
玻璃纤维纱具有优异的耐高温性能和电绝缘性能，常用于绝缘材料、电缆线材和复合材料中。
5. 玻璃纤维制品（Glass Fiber Products）：玻璃纤维可以制成各种形状的制品，
如管道、板材、容器等。
这些制品具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和机械性能，在化工、建筑、航空航天等领域得到广泛应用。
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4.3 主要产品——短切原丝 Main products – Chopped strands
a) 团状模塑料 Bulk molding compound （BM） ） b) 热塑性增强 Thermoplastic reinforcement (TP) c) 湿法短切 Wet chop (WS) d) 增强水泥 Reinforced cement (RC )
d) 缝编复合毡Stitched combo mat——EMK 缝编复合毡 （0，90） ， ）
பைடு நூலகம்
4.5 主要产品——其它 Main products - Others
细纱Continuous filament yarn 细纱 一般指单纤维直径9微米以下的玻璃纤维纱， 一般指单纤维直径 微米以下的玻璃纤维纱，包 微米以下的玻璃纤维纱 纱等， 括G75纱、D450纱、E225纱等，织成 纱 纱 纱等 织成7628 2116布 1080布等 布等。 布、2116布、1080布等。 主要用于电子行业，增强覆铜板基板， 主要用于电子行业，增强覆铜板基板，部份为工 业用布。 业用布。
3.3 玻璃成分 Glass composition
3.3 成分与作用
Components and their functions
氧化硅SiO2：物质基础、骨架 Basis and matrix 氧化铝Al2O3 ：降析晶和膨胀系数,提高稳定性和强度 to reduce recrystallization and expansion coefficient and increase stability and strength 氧化钙氧化镁 ：降低高温时粘度，促进熔化、澄清、提高拉丝速度 CaO/ MgO: To reduce viscosity at high temperature and promote melting, refining and increase winding speed. 氧化硼B2O 氧化铁Fe2O3 碱金属；助熔，提高流动性 Na2O/K2O ； To aid melting and increase fluidity
1、国际发展 International development
2000多年前，古埃及手工拉制玻纤做装饰材料； Over 2000 years ago, Egyptians manually made fiberglass as ornament material 20世纪30年代，美国发明了铂坩埚拉制工艺技术； In the 1930s, Americans invented the technology of producing fiberglass with platinum crucibles 1938年美国成立OWENS CORNING，具有工业性规模，用于绝缘材料； In 1938 Owens Corning Co was established in USA which had a industrial scale of fiberglass production for insulation application. 二战后工业普及，成立了圣哥本（法）、皮尔金顿（英）、日东纺（日）等； After World War II, the industrial production of fiberglass became popular and St. Gobain(France), Pilkington (Great Britain),Nittobo(Japan) started to produce fiberglass. 1959~1960年， OWENS CORNING和PPG公司相继建成了玻璃纤维池窑。
3.2 无碱玻璃粉料 E-Glass raw materials
a) b) c) d) e) f) g)
高岭土/叶腊石 Clay/Pyrophyllite：AL2O3 、SiO2 硼钙石 Colemanite：B2O3、CaO 石灰石 Limestone：CaO 莹石 Fluorspar：CaF2、SiO2、CaCO3 石英砂 Quartz sand：SiO2 纯碱 Soda ash：Na2CO3 无水硫酸钠 Anhydrous sodium sulfate ：Na2SO4
2、产品品种Product category
— Medium-Alkali fiberglass (C)中碱 中碱 — Continuous fiberglass Alkali-free fiberglass (E)无碱 无碱 连续玻璃纤维 — High-Alkali fiberglass (A)高碱 Staple fiberglass & glass wool玻璃棉 Fiberglass玻璃纤维 — High-strength fiberglass (S) 高强 High-modulus fiberglass (M）高模量 High-silica fiberglass高硅氧 — Special fiberglass Alkali & corrosion resistant fiberglass 抗碱 特种玻璃纤维 Optical communication fiberglass光通信 — Light-guide fiberglass光导
4、主要产品 Main products
合股无捻粗纱 直接无捻粗纱 短切原丝 无捻粗纱布 缝编短切毡 短切原丝毡 缝编复合毡 细纱
4.1
主要产品——合股无捻粗纱 合股无捻粗纱
Main products – Assembled roving
a) b) c) d) e) f) g) h) i)
喷射 Spray up Roving (SP) 缠绕 Filament winding roving( FW) 拉挤 Pultrusion (PL) SMC roving (Roving for SMC) HOBAS管道 Roving for HOBAS pipes (HS) 管道 膨体 Textured roving (BY) 透明板材 Panel roving (TS) 热塑性增强 Roving for thermoplastics (RP) Roving for GMT (GMT)
— Steel钢铁 — Nonferrous metals有色金属 — Organic materials有机材料 Materials — Fiberglass玻璃纤维 玻璃纤维 材料 FRP/High performance composites — Nonmetal Special glass/deep-processed glass 非金属 — Inorganic Special ceramic materials Artificial crystal 无机材料 Synthetic mica Laser crystal — Special cementing material — Metal 金属
4.4 主要产品——布毡 Main products – fabric & mat
a)
无捻粗纱布 Woven roving——EWR
b) 缝编短切毡Stitched chopped strand 缝编短切毡 mat——EMK c) 短切原丝毡Chopped strand mat——EMC 短切原丝毡
3.1 中碱玻璃粉料C-glass Raw materials
a) b) c) d) e) f) g) h) i) 石英砂 Quartz sand：SiO2 钠长石 Albite：AL2O3 、Na2O 白云石 Dolomite：CaO MgO 石灰石 Limestone：CaO 莹石 Fluorspar：CaF2 纯碱 Soda ash：Na2CO3 硝酸钠 Sodium nitrate：NaNO3 无水硫酸钠 Anhydrous sodium sulfate：Na2SO4 氧化铈 Ceria：CeO2
4、行业现状 Industry current status
奠基于上世纪30年代末，已成独立工业体系。 The industry established itself in 1930s and has formed into an independent industry system. 目前有数千个品种与规格、5万多种用途，成为现 5 代工业材料家族中重要的一员。 At present there are thousands of product types and specifications and over 50,000 applications and fiberglass has become an important member in the modern industrial material family.
一、什么是玻璃纤维 I. What is fiberglass?
1. 2. 3. 4.
材料分类 产品品种 主要性能 主要产品
Material Category Product category Main properties Main products
1、材料分类 Material category
In 1959 and 1960, Owens Corning and PPG built fiberglass furnaces.
2、国内发展Domestic development
20世纪50年代后期，我国玻璃纤维工业诞生，采用陶土坩 埚法和镍铬合金孔板法生产； In late 1950s, the fiberglass industry started in China and the fiberglass then was produced with clay crucibles and nickel-chrome alloy nozzle plates 20世纪60年代中期，研制成功代铂坩埚法生产工艺； In the middle of 1960s, the platinum-substitute crucible process was invented 20世纪90年代初，池窑法开始在中国普及。 In the 1990s, the fiberglass furnaces became popular in China