提到纤维,那我们一定会想到柔软的布料和绳索,能够弯曲、折叠,而日常生活中所见到的玻璃都是平面的、坚硬的、易碎的,怎么能够和纤维联系上呢?其实,当玻璃制成纤维状时,不仅具有柔软性,同时也表现出与普通玻璃不一样的性能,更加拓展了其应用的空间。
玻璃纤维是纤维的一种,是以二氧化硅为主要原料,并添加特定的金属氧化物和矿物,混合均匀后,在高温下熔融,经澄清、均化得到玻璃液,流经漏嘴流出,在高速拉引力的作用下被牵伸并急速冷却固化成为极细的连续的纤维。按照不同的原料成分,可以分为无碱玻璃纤维、中碱玻璃纤维、高碱玻璃纤维等类型。日常生产、生活中,我们可以根据其具有不同的特性来选择使用。
下面我们结合玻璃纤维具有的性能,来了解其应用。
1)电工绝缘领域
玻璃纤维具有良好的电绝缘性能,且表面积大,直接使用介电强度小,介电损耗因数小,可用来制作适于在高频、高压下工作的电气绝缘材料。例如以无碱玻璃纤维为增强材料,酚醛、环氧树脂等热固性树脂为基材而制成的塑料层压制品,可用于电机变压器、电工仪表、电子设备等。印制电路板用的覆铜箔层压板就是其中的一种。随着对信息高速传递的要求,玻璃纤维将会更广泛应用于计算机、手机中,会大大提高其运行速度。
2)环境领域
玻璃纤维具有耐大气侵蚀性、耐热性、耐水性和吸水性等特性,在大气、水、生物、土壤等环境领域方面均有着较为广阔的应用。将玻璃纤维制成过滤材料,可以为改善废气成分、降低粉尘排放量、改善水体质量等方面做出巨大的贡献。在地下环境保护方面,国外开发出了玻纤和有机纤维材料结合加工而成的土工材料,可提高土壤的强度,用于防水土流失。另外,将玻纤喷洒在地上可形成弹性的多孔毡,可以保护刚播种的农田免遭冲刷。
3)生物医学领域
玻璃纤维制成的织物具有强度高、不吸湿、尺寸稳定等特点,可在生物医学领域用作矫形和修复材料、牙科材料、医用器材等。由水溶性磷酸盐玻璃纤维和一种生物降解性聚合物构成的复合材料可用于病人体内损伤组织的修复。实践证明,玻纤膜滤器对白细胞有着很强的吸附能力和捕获能力,具有很高的白细胞去除率,而且作业稳定性极高。另外,玻璃纤维用作呼吸器的滤毒器已有多年历史,这种滤材对空气的阻力很小,细菌过滤效率很高。
4)建筑材料领域
玻璃纤维增强水泥材料,不仅可以提高水泥基的抗弯、抗拉强度,还可以提高其抗冲击强度。玻纤织物涂覆聚氯乙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯等塑料制成的篷布,可用作公共汽车站、飞机场、大型体育和展览馆、游乐场所等建筑物的顶篷;玻纤增强彩色塑料板和人造革可作为做室内地面和墙面装饰材料,还被用作增强室内的吸音吊顶材料。
5)航空航天领域
高性能玻璃纤维复合材料已成为航空航天工业中不可或缺的一种材料。玻璃纤维增强塑料有效地减轻了飞机质量,提高了商用载荷,节约了能源。客舱内的顶板、行李箱、各类仪表盘、机身空调舱、盖板等都用到了纤维增强工程塑料,达到了质轻美观耐用的效果。
当然,随着科技的进一步发展,我们必定会发现玻璃纤维其他更具特色的性能,也期待着玻璃纤维在未知的领域能有更好的发展。