中国混凝土新技术网
New Techniques Of Comcrete
名称描述内容
我们只做国际领先技术服务 咨询热线：13141225688
国内水泥混凝土外加剂技术资料
高强高模玻璃纤维制备方法
来源:
|
作者:pro10845f02
|
发布时间: 2014-08-29
|
3255 次浏览
|
分享到:
高强高模玻璃纤维及其制备方法
随着风电技术的发展，低成本规模发展是必然趋势，而风电低成本规模化发展的关键是解决大尺寸风电叶片的技术，由于随着叶片长度的增加，对材料的强度和刚度提出更高要求，因此，解决叶片材料的强度和刚度问题是解决风电叶片大型化的技术关键。为此，风电发达国家都把高强度高模量玻璃纤维的研发作为解决风电叶片大型化的一个主攻方向。
国外，OCV公司2006年开发出Hiper-tex™玻纤，其强度和模量比E玻璃分别提高30%和17%；AGY公司2008年开发出S-1玻纤，其强度和模量比E玻璃分别提高45%和20%，与传统高强玻璃纤维相比，这些纤维力学性能相当，但生产稳定，价格低。
我国三大玻纤巨头为了抢占风电叶片市场，也重点投入进行研发，从2009〜2010年间，先后研发出了TM、Vipix)、GMG等牌号的玻纤，与E玻璃纤维相比，这些纤维的强度提高15〜30%，模量提高10〜17%。
新技术：采用了现有技术方案的高强高模玻璃纤维，SiO2作为玻璃网络形成剂，其含量直接影响玻璃强度、模量、析晶温度、高温粘度等，随着SiO2含量的增加，玻璃网络结构完整性提高，纤维强度提高、高温粘度提高、析晶温度下降，但弹性模量降低，玻璃熔化温度和拉丝温度提高导致工艺性能下降；反之，纤维的强度降低。新技术玻璃纤维中的SiO2含量最佳值、Al2O3含量直接影响玻璃强度、模量、析晶温度、工艺性能等，随着Al2O3含量的增加，纤维强度提高、弹性模量提高、析晶温度提高、熔制温度、拉丝温度提高导致工艺性能下降；反之，纤维的强度和模量降低，难以获得高强度玻璃纤维。
其作用是能有效降低高铝玻璃析晶温度和玻璃液高温粘度，有利于提高玻璃的工艺性能，含量过高，成本提高，不利于低成本规模化生产。新技术玻璃纤维中Nb2O3最佳含量为O〜1.5wt%。在高铝玻璃中加入Nb2O3能大大降低高铝玻璃的析晶温度和高温粘度，提高工艺性能，而且，能有效提高纤维弹性模量。玻璃纤维中含有少量Fe203、W03、R2O等其它化合物，其总量小于lwt%，起助熔作用，提高熔制及拉丝工艺性能，R是指K、Na等碱金属元素。新技术高强高模玻璃纤维可以1500〜1550℃温度条件下，用电加热熔融预配好的玻璃配合料来获得高强高模玻璃。然后把玻璃在1500℃下再熔融，熔融玻璃在1360〜1380℃温度条件下通过钼金漏板的漏嘴拉制成直径为8〜9μm连续纤维。拉制的纤维可以根据用户需要制成玻璃纤维布、纱、带等各种玻璃纤维产品。
综上所述，该高强高模玻璃纤维的优点是具有很好的机械性能，即单丝拉伸强度4600〜4820MPa、拉伸弹性模量>90GPa，与传统的E玻璃纤维相比，单丝拉伸强度提高33%以上、拉伸弹性模量提高27%以上。该高强高模玻璃纤维的制备方法的优点是成形温度1360〜1380℃、液相温度1300〜1320℃，生产成本低，适合大规模生产。
