玻璃纖維

玻璃纖維

玻璃纖維,是一種性能優異的無機非金屬材料。英文原名為:glass fiber。成分為二氧化矽、氧化鋁、氧化鈣、氧化硼、氧化鎂、氧化鈉等。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝。最後形成各類產品,玻璃纖維單絲的直徑從幾個微米到二十幾米個微米,相當於一根頭髮絲的1/20-1/5,每束纖維原絲都有數百根甚至上千根單絲組成,通常作為復材料中的增強材料,電絕緣材料和絕熱保溫材料,電路基板等,廣泛套用於國民經濟各個領域。

基本信息

特性

玻璃一般人之觀念為質硬易碎物體,並不適於作為結構用材但如其抽成絲後,則其強度大為增加且具有柔軟性,故配合樹脂賦予形狀以後終於可以成為優良之結構用材。玻璃纖維隨其直徑變小其強度增高。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)與樹脂接著性良好之表面處理劑之開發完成。
(10)價格便宜。

現狀前景

歐美複合材料產需均持續增長,中國尤其是中國內地的複合材料市場發展迅速。樹脂與玻璃纖維在技術上不斷進步,生產廠家的製造能力普遍提高,使得玻纖增強複合材料的價格成本已被許多行業接受。
玻璃纖維是非常好的金屬替代材料,在建築、船舶、化工管道、汽車、航空、風力發電等領域有著廣闊的套用前景,並且其套用領域仍在不斷拓展,全球市場空間巨大。
2008年以來,全世界的玻璃纖維企業對擴產計畫變得更加謹慎,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,預計今年為530萬噸。
《中國玻璃纖維行業市場規模與競爭狀況分析報告前瞻》顯示,與全球市場相比,國內市場具備更大的增長潛力。2010年全國玻璃纖維累計產量256萬噸,比上年同期增長近25個百分點,中國玻纖產能占世界的比重為超過50%,且池窯拉絲產量占中國全部玻纖產量的比重已經由2002年的44%上升到2010年的80%以上。
前瞻網表示,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,預計今年將占據全球60%以上的份額,成為國際玻璃纖維市場上的新寡頭。
玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料,隨著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套用,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、日本等已開發國家,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,用量占全球總用量的35%。

材料分類

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(見表),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。

生產玻璃纖維用的玻璃不同於其它玻璃製品的玻璃國際上已經商品化的纖維用的玻璃成分如下:
E-玻璃
亦稱無鹼玻璃,是一種硼矽酸鹽玻璃。目前是套用最廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分,具有良好的電氣絕緣性及機械性能,廣泛用於生產電絕緣用玻璃纖維,也大量用於生產玻璃鋼用玻璃纖維,它的缺點是易被無機酸侵蝕,故不適於用在酸性環境。
C-玻璃
亦稱中鹼玻璃,其特點是耐化學性特別是耐酸性優於無鹼玻璃,但電氣性能差,機械強度低於無鹼玻璃纖維10%~20%,通常國外的中鹼玻璃纖維含一定數量的三氧化二硼,而我國的中鹼玻璃纖維則完全不含硼。在國外,中鹼玻璃纖維只是用於生產耐腐蝕的玻璃纖維產品,如用於生產玻璃纖維表面氈等,也用於增強瀝青屋面材料,但在我國中鹼玻璃纖維占據玻璃纖維產量的一大半(60%),廣泛用於玻璃鋼的增強以及過濾織物,包紮織物等的生產,因為其價格低於無鹼玻璃纖維而有較強的競爭力。
高強玻璃纖維
其特點是高強度、高模量,它的單纖維抗拉強度為2800MPa,比無鹼玻纖抗拉強度高25%左右,彈性模量86000MPa,比E-玻璃纖維的強度高。用它們生產的玻璃鋼製品多用於軍工空間、防彈盔甲及運動器械。但是由於價格昂貴,如今在民用方面還不能得到推廣,全世界產量也就幾千噸左右。
AR玻璃纖維
亦稱耐鹼玻璃纖維,耐鹼玻璃纖維是玻璃纖維增強(水泥)混凝土(簡稱GRC)的肋筋材料,是100%無機纖維,在非承重的水泥構件中是鋼材和石棉的理想替代品。耐鹼玻璃纖維的特點是耐鹼性好,能有效抵抗水泥中高鹼物質的侵蝕,握裹力強,彈性模量、抗衝擊、抗拉、抗彎強度極高,不燃、抗凍、耐溫度、濕度變化能力強,抗裂、抗滲性能卓越,具有可設計性強,易成型等特點,耐鹼玻璃纖維是廣泛套用在高性能增強(水泥)混凝土中的一種新型的綠色環保型增強材料。
A玻璃
亦稱高鹼玻璃,是一種典型的鈉矽酸鹽玻璃,因耐水性很差,很少用於生產玻璃纖維。
E-CR玻璃
是一種改進的無硼無鹼玻璃,用於生產耐酸耐水性好的玻璃纖維,其耐水性比無鹼玻纖改善7~8倍,耐酸性比中鹼玻纖也優越不少,是專為地下管道、貯罐等開發的新品種。
D玻璃
亦稱低介電玻璃,用於生產介電強度好的低介電玻璃纖維。
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。
識別高鹼玻璃纖維
檢驗的簡單方法是將纖維放在沸水裡而煮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。

生產工藝

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,先把玻璃原料高溫熔製成玻璃球,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,高速拉製成玻纖原絲。窯爐可以通過多條通路連線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占全球產量的90%以上。

測試標準

玻璃纖維的拉伸強度高,伸長小(3%),測試方法標準有:GB/T14338-1993合成短纖維捲曲性試驗方法,GB/T15232-1994紡織玻璃纖維氈拉伸斷裂強力的測定,GB/7689.5玻璃纖維拉伸斷裂強力和斷裂伸長的測定,GBT15232-1994紡織玻璃纖維氈拉伸斷裂強力的測定,GB/T7689.5-2001|增強材料機織物試驗方法第5部分:玻璃纖維拉伸斷裂強力和斷裂伸長的測定等等。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。

安全防護

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。

成分

玻璃纖維磨碎玻璃纖維

生產玻璃纖維用的玻璃不同於其它玻璃製品的玻璃。目前國際上已經商品化的纖維用的玻璃成分如下:

1、E-玻璃亦稱無鹼玻璃,是一種硼矽酸鹽玻璃。目前是套用最廣泛的一種玻璃纖維用玻璃成分,具有良好的電氣絕緣性及機械性能,廣泛用於生產電絕緣用玻璃纖維,也大量用於生產玻璃鋼用玻璃纖維,它的缺點是易被無機酸侵蝕,故不適於用在酸性環境。
2、C-玻璃亦稱中鹼玻璃,其特點是耐化學性特別是耐酸性優於無鹼玻璃,但電氣性能差,機械強度低於無鹼玻璃纖維10%~20%,通常國外的中鹼玻璃纖維含一定數量的三氧化二硼,而我國的中鹼玻璃纖維則完全不含硼。在國外,中鹼玻璃纖維只是用於生產耐腐蝕的玻璃纖維產品,如用於生產玻璃纖維表面氈等,也用於增強瀝青屋面材料,但在我國中鹼玻璃纖維占據玻璃纖維產量的一大半(60%),廣泛用於玻璃鋼的增強以及過濾織物,包紮織物等的生產,因為其價格低於無鹼玻璃纖維而有較強的競爭力。
3、高強玻璃纖維其特點是高強度、高模量,它的單纖維抗拉強度為2800MPa,比無鹼玻纖抗拉強度高25%左右,彈性模量86000MPa,比E-玻璃纖維的強度高。用它們生產的玻璃鋼製品多用於軍工空間、防彈盔甲及運動器械。但是由於價格昂貴,目前在民用方面還不能得到推廣,全世界產量也就幾千噸左右。
4、AR玻璃纖維亦稱耐鹼玻璃纖維,主要是為了增強水泥而研製的。
5、A玻璃亦稱高鹼玻璃,是一種典型的鈉矽酸鹽玻璃,因耐水性很差,很少用於生產玻璃纖維。
6、E-CR玻璃是一種改進的無硼無鹼玻璃,用於生產耐酸耐水性好的玻璃纖維,其耐水性比無鹼玻纖改善7~8倍,耐酸性比中鹼玻纖也優越不少,是專為地下管道、貯罐等開發的新品種。
7、D玻璃亦稱低介電玻璃,用於生產介電強度好的低介電玻璃纖維。
除了以上的玻璃纖維成分以外,近年來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。

產品種類

無捻粗紗
玻璃纖維玻璃纖維棒
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。
(1)噴射用無捻粗紗適合於玻璃鋼噴射成型使用的無捻粗紗要具備如下性能:①良好的切割性,在連續高速切割時產生的靜電少;②無捻粗紗切割後分散成原絲的效率要高,也即分束率高,通常要求90%以上;③短切後的原絲具有優良的覆模性,可覆蓋在模具的各個角落;④樹脂浸透快,易於被輥子輥平並易於驅趕氣泡;⑤原絲筒退解性能好,粗紗線密度均勻,適合於各種噴槍及纖維輸送系統。噴射用無捻粗紗都是由多股原絲絡制而成,每股原絲含200根玻纖單絲。
(2)SMC用無捻粗紗SMC即片狀模塑膠,主要用於壓制汽車部件、浴缸水箱板、淨化槽、各種座椅等。SMC用無捻粗紗在製造SMC片材時要切成lin(25mm)的長度,分散在樹脂糊中,因此對SMC用無捻粗紗的要求是短切性好,毛絲少,抗靜電性優良,在切割時短切絲不會粘附在刀輥上。對著色的SMC而言,無捻粗紗要在高顏料含量的樹脂糊中被樹脂浸透。通常SMC無捻粗紗一般為2400tex,少數情況下也有用4800tex的。
(3)纏繞用無捻粗紗纏繞法用於製造各種口徑的玻璃鋼管、貯罐等。纏繞用無捻粗紗的號數從1200號到9600號,纏繞大型管道及貯罐多傾向於直接無捻粗紗,如4800tex的直接無捻粗紗。

對纏繞用無捻粗紗的要求如下:

①成帶性好,呈扁帶狀;

②無捻粗紗退解性好,在從紗筒退解時不脫圈,不形成"鳥巢"狀亂絲;

③張力均勻,無懸垂現象;

④線密度均勻,一般須小於±7%;

⑤無捻粗紗浸透性好,從樹脂槽通過時易為樹脂潤濕及浸透。
(4)拉擠用無捻粗紗拉擠用於製造斷面一致的各種型材,其特點是玻纖含量高,單向強度大。拉擠用無捻粗紗可以是多股原絲併合的也可以是直接的無捻粗紗,其線密度範圍為1100號到4400號。各種性能要求與纏繞無捻粗紗大體相同。
(5)織造用無捻粗紗無捻粗紗的一個重要用途是織造各種厚度的方格布或單向無捻粗紗織物,它們大多用於手糊玻璃鋼成型工藝中。對強造用無捻粗紗有如下要求:

①良好的耐磨性;

②良好的成帶性;

③織造用無捻粗紗在織造前需經強制烘乾;

無捻粗紗張力均勻,懸垂度應符合一定標準;

⑤無捻粗紗退解性好;

⑥無捻粗紗浸透性好。
(6)預型體用無捻粗紗在預型體工藝中,無捻粗紗被短切並噴附在預定形狀的網上,同時噴少量樹脂使纖維網固定成形,然後將成形的纖維網片移入金屬模具中,注入樹脂熱壓成形,即得製品。對於這種工藝的無捻粗紗的性能要求與對噴射無捻粗紗的要求基本相同。

無捻粗紗織物
玻璃纖維玻璃纖維方格布
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布置較多的無捻粗紗。
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乾、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下強度低,耐壓和疲勞強度差。

玻璃纖維氈片
玻璃纖維玻璃纖維
(1)短切原絲氈將玻璃原絲(有時也用無捻粗紗)切割成50mm長,將其隨機但均勻地鋪陳在網帶上,隨後施以乳液粘結劑或撒布上粉末結劑經加熱固化後粘結成短切原絲氈。短切氈主要用於手糊、連續制板和對模模壓和SMC工藝中。

對短切原絲氈的質量要求如下:

①沿寬度方向面積質量均勻;

②短切原絲在氈面中分布均勻,無大孔眼形成,粘結劑分布均勻;

③具有適中的乾氈強度;

④優良的樹脂浸潤及浸透性。

(2)連續原絲氈將拉絲過程中形成的玻璃原絲或從原絲筒中退解出來的連續原絲呈8字形鋪敷在連續移動網帶上,經粉末粘結劑粘合而成。連續玻纖原絲氈中纖維是連續的,故其對複合材料的增強效果較短切氈好。主要用在拉擠法、RTM法、壓力袋法及玻璃氈增強熱塑膠(GMT)等工藝中。
(3)表面氈玻璃鋼製品通常需要形成富有樹脂層,這一般是用中鹼玻璃表面氈來實現。這類氈由於採用中鹼玻璃(C)製成,故賦予玻璃鋼耐化學性特別是耐酸性,同時因為氈薄、玻纖直徑較細之故,還可吸收較多樹脂形成富樹脂層,遮住了玻璃纖維增強材料(如方格布)的紋路,起到表面修飾作用。
(4)針刺氈針刺氈或分為短切纖維針刺氈和連續原絲針刺氈。短切纖維針刺氈是將玻纖粗紗短切成50mm,隨機鋪放在預先放置在傳送帶上的底材上,然後用帶倒鉤的針進行針刺,針將短切纖維刺進底材中,而鉤針又將一些纖維向上帶起形成三維結構。所用底材可以是玻璃纖維或其它纖維的稀織物,這種針刺氈有絨毛感。其主要用途包括用作隔熱隔聲材料、襯熱材料、過濾材料,也可用在玻璃鋼生產中,但所制玻璃鋼強度較低,使用範圍有限。另一類連續原絲針刺氈,是將連續玻璃原絲用拋絲裝置隨機拋在連續網帶上,經針板針刺,形成纖維相互勾連的三維結構的氈。這種氈主要用於玻璃纖維增強熱塑膠可衝壓片材的生產。
(5)縫合氈短切玻璃纖維從50mm乃至60cm長均可用縫編機將其縫合成短切纖維或長纖維氈,前者可在若干用途方面代替傳統的粘結劑粘結的短切氈,後者則在一定程度上代替連續原絲氈。它們的共同優點是不含粘結劑,避免了生產過程的污染,同時浸透性能好,價格較低。

短切原絲和磨碎纖維
(1)短切原絲短切原絲分乾法短切原絲及濕法短切原絲。前者用在增強塑膠生產中,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。對增強熱塑性塑膠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。增強熱固性塑膠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)磨碎纖維磨碎纖維繫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。
玻璃纖維織物
玻璃纖維玻璃纖維
以下介紹的是以玻璃纖維紗線織造的各種玻璃纖維織物。
(1)玻璃布中國生產的玻璃布,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)主要織防腐是平紋。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下強度和抗損傷容限。它是隨著航天航空、兵器、船舶等部門的特殊需求發展起來的,目前其套用已拓展至汽車、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,用縱向的豎條連線起來所組成的織物,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,張力下的抗脫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。
組合玻璃纖維增強材料
玻璃纖維原絲氈
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

產業現狀

國際市場

玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料,隨著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套用,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、日本等已開發國家,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,用量占全球總用量的35%。
2008年以來,全世界的玻璃纖維企業對擴產計畫變得更加謹慎,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,預計今年為530萬噸。

國內市場

中鹼玻璃纖維無捻布中鹼玻璃纖維無捻布
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,預計今年將占據全球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,套用範圍窄。但這些情況也從另外一個角度說明,我國的玻纖產業還存在大量市場空間未被挖掘,尤其是在一些套用領域,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,勉強占世界玻纖產量的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”計畫規定的玻纖年產量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著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,占生產總量的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%;實現利稅總額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套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%,占全國總產量的33.67%。緊隨其後的是浙江、重慶和四川,分別占總產量的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戶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,隨著全球在玻纖改性塑膠、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。另外玻纖的套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。到2020年,國內在風力發電領域將投資3500億元,其中,20%(即700億元)左右的領域需要使用玻纖(如風機葉片等方面)。這對中國玻纖企業來說是一個很大的市場。

套用領域

交通運輸1、汽車
玻璃鋼不僅能製造汽車的功能部件,而且能製造某些結構部件。車頂、車門板、保險槓、皮卡車敞篷貨箱多個部件已採用玻璃鋼製備。
2、軌道車輛
隨著高速鐵路的出現,各種列車愈來愈多地使用玻璃鋼部件,如車頭、車頂、地板、整體衛生間等。有的公司正在開發全複合材料整體車廂。使用玻璃鋼部件的軌道車輛主要有三種:高速火車、輕軌列車和捷運列車。
3、船艇
美國4.5米以上的娛樂船隻約70%採用玻璃鋼製造,如遊艇、摩托艇、帆船等。美國、日本等沿海國家早些年即已實現拖網漁船的玻璃鋼化。
化工、防腐耐腐蝕的玻璃鋼已經以各種形式用於防腐目的達數十年之久,套用的製品有管道、貯罐、塔體、化工設備、氣體淨化和廢水處理設備等。建築和基礎設施
1、建築結構的加固和修復
近十多年來,舊建築和基礎設施的加固、修復和翻新成為重要工程,玻璃纖維補強修復技術已成為提高原有混凝土、鑄鐵和鋼結構強度的主要方法。
2、橋樑建設
玻璃纖維的下游產品玻璃鋼適用於建造步行橋、公路橋和鐵路橋,減輕橋樑重量,提高橋樑活荷載承受能力,且耐腐蝕,可延長部件壽命。
3、混凝土加強筋
鋼筋腐蝕會導致混凝土開裂和剝落,最終引起構築物損壞。用玻璃鋼代替鋼作為混凝土筋材,套用於混凝土結構中,目前已達到實用階段。
4、建築防水材料
玻纖氈主要套用領域之一是防水材料,如防水卷材、瀝青油氈、瓦等已得到廣泛套用。套用於建築防水的玻纖薄氈對瀝青塗層具有有效增強作用,並能改善塗層的穩定性。
體育娛樂用品
體育娛樂用品一直是玻纖的重要用途之一,製品種類繁多、不勝枚舉。常見製品有魚竿、網球拍、高爾夫球桿、滑雪板、腳踏車賽車、游泳池設備等。
能源開發
1、風力發電
在增強塑膠中,玻璃鋼因其性能與成本優勢相結合,成為風力發電機葉片的首選材料。玻璃鋼葉片已廣泛套用於岸上和海上的風力發電項目。
2、海上油氣開採
目前玻璃鋼在此領域獲得如下套用:海上鑽井平台甲板和承載結構;含水液體的輸送管道;欄桿、電纜橋架、救生船等其他器件。
電子電氣
玻璃鋼能滿足電氣與電子套用所要求的介電強度、耐電弧性和機械韌性等性能,因而早就涉足這一領域,在強電和弱電領域均獲得套用。
1、印刷電路板基板。我國已把電子工業列為國民經濟的支柱產業,而覆銅板是電子工業的必需材料,電子級玻纖又是覆銅板的基礎材料。因此我國電子工業的蓬勃發展,必將給電子級玻纖帶來極大的發展機遇。
2、輸電設施
玻璃鋼拉擠型材用於輸電和照明工程已有十多年的歷史,玻璃鋼型材良好的耐腐蝕防衰變性能、介電性能和比強度使其成為木材、鋼材和混凝土電線桿的理想替代材料。
3、電纜/光纜材料
國外成功研製出輕質的玻璃鋼型外包鋁導線構成的電纜。在光纜中,玻璃鋼細棒用作加強材料稱為光纜加強芯。
航空航天
玻璃鋼在航空器中的成功套用是商用飛機的內部器件,軍用飛機也加速了複合材料的套用。在航天和軍事工程方面,玻璃鋼早就用作火箭、飛彈的外殼或其發動機的外殼。
玻纖在傳統行業和新興行業均具備廣闊的套用前景。從市場長期運行趨勢看,據統計美國每年人均複合材料消費量約為8公斤,而中國只有1~2公斤。相對於國外玻纖品種已發展到2萬多個,規格達6萬個以上,平均每年增長1000-1500多個規格,我國玻纖品種只有6000多個,規格不足2萬個。我國玻纖行業發展空間依然廣闊。

玻璃分類

玻璃是由二氧化矽和其他化學物質熔融在一起形成的(主要生產原料為:純鹼、石灰石、石英)。在熔融時形成連續網路結構,冷卻過程中粘度逐漸增大並硬化致使其結晶的矽酸鹽類非金屬材料。一下是按工藝、生產和成分分類
按工藝 按生產 按成分
lowe玻璃 鋼化玻璃 普通玻璃
熱熔玻璃 磨砂玻璃 石英玻璃
浮雕玻璃 噴砂玻璃 鋼化玻璃
鍛打玻璃 壓花玻璃 鉀玻璃
晶彩玻璃 夾絲玻璃 硼酸鹽玻璃
琉璃玻璃 中空玻璃 變色玻璃
夾絲玻璃 夾層玻璃 光學玻璃
聚晶玻璃 防彈玻璃 彩虹玻璃
玻璃馬賽克 熱彎玻璃 防護玻璃
鋼化玻璃 玻璃磚 微晶玻璃
夾層玻璃 玻璃紙 玻璃纖維
中空玻璃 LED光電玻璃 玻璃絲
調光玻璃 調光玻璃 玻璃鋼
發光玻璃 節能玻璃 玻璃紙
水玻璃
金屬玻璃
螢石

纖維材料

名稱 簡介
天然纖維 天然纖維是自然界原有的或經人工培植的植物上、人工飼養的動物上直接取得的紡織纖維,是紡織工業的重要材料來源。全世界天然纖維的產量很大,並且在不斷增加,是紡織工業的重要材料來源。
無機纖維 無機纖維 (inorganic fiber)是以礦物質為原料製成的化學纖維。主要品種有玻璃纖維、石英玻璃纖維、硼纖維陶瓷纖維、金屬纖維等。
玻璃纖維 玻璃纖維(英文原名為:glass fiber或fiberglass )是一種性能優異的無機非金屬材料,種類繁多,優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好,機械強度高,但缺點是性脆,耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗織布等工藝製造成的,其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米,相當於一根頭髮絲的 1/20-1/5 ,每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作複合材料中的增強材料,電絕緣材料和絕熱保溫材料,電路基板等國民經濟各個領域。
合成纖維 合成纖維是將人工合成的、具有適宜分子量並具有可溶(或可熔)性的線型聚合物,經紡絲成形和後處理而製得的化學纖維。通常將這類具有成纖性能的聚合物稱為成纖聚合物。與天然纖維和人造纖維相比,合成纖維的原料是由人工合成方法製得的,生產不受自然條件的限制。合成纖維除了具有化學纖維的一般優越性能,如強度高、質輕、易洗快乾、彈性好、不怕霉蛀等外,不同品種的合成纖維各具有某些獨特性能。
化學纖維 化學纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料,經過製備紡絲原液、紡絲和後處理等工序製得的具有紡織性能的纖維。
人造纖維 人造纖維的形狀和用途,分為人造絲、人造棉和人造毛三種。重要品種有粘膠纖維、醋酸纖維、銅氨纖維等。

五金材料(一)

常見五金材料。

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