玻璃纤维

品种分类

• E 玻璃（E-glass，无碱玻璃，碱金属氧化物 < 0.8%）：最常用的品种（占 90% 以上），电绝缘性好、强度较高，用于通用复合材料与电绝缘。
• C 玻璃（C-glass，耐酸玻璃）：耐化学腐蚀（尤其耐酸），用于化工管道、酸雾过滤。
• S 玻璃（S-glass，高强玻璃）：含镁铝硅酸盐，强度比 E 玻璃高 30%～40%，用于航空与军工（价格高）。
• AR 玻璃（耐碱玻璃，含氧化锆）：耐水泥的碱性环境 → 用于"玻璃纤维增强混凝土"（GRC）。
• 石英纤维（SiO₂ > 99%）：耐温可达 1000 ℃ 以上，用于航天与高温隔热。
• 高硅氧纤维：耐温约 1000 ℃，用于防火与隔热。

制造工艺

• 池窑法（主流）：把配合料（石英砂、石灰石、硼酸等）在池窑中 1400～1500 ℃ 熔化成玻璃液，通过铂铑合金漏板（bushing，有数百至数千个孔）拉丝。
• 拉丝速度极快（可达 50 m/s），单丝被高速牵伸成 5～20 μm 的细丝。
• 浸润剂（sizing）：拉丝后立即涂覆浸润剂（含偶联剂、成膜剂、润滑剂）—— 这是玻璃纤维的关键技术，作用是保护纤维、改善与树脂的界面结合、减少静电与毛丝。
• 坩埚法（老工艺，已淘汰）：先把玻璃做成玻璃球，再在坩埚中二次熔化拉丝。
• 成形产品：连续纤维（无捻粗纱、纱、布、毡）、定长纤维（短切毡、短切原丝）、玻璃棉（离心喷吹，用于保温）。

性能特点

• 优点：拉伸强度高（比钢高）、耐热（不燃，A 级防火）、电绝缘性优异、耐腐蚀（除氢氟酸与强碱）、尺寸稳定、吸湿性极低（无机材料）、价格低（是碳纤维的 1/10～1/20）、透明（可做光导）。
• 缺点：脆性大（伸长率仅 3%～5%，抗冲击差）、不耐磨（反复弯折会折断）、密度较大（2.5，比碳纤维的 1.6 重）、模量低于碳纤维、对人体刺激（纤维碎屑刺入皮肤发痒，粉尘需注意防护）。
• 健康注意：玻璃纤维粉尘（尤其可吸入的细纤维）对皮肤、眼睛与呼吸道有刺激 → 施工需戴口罩、手套、护目镜。与石棉不同，玻璃纤维不被认为是致癌物（生物可溶解性较好），但仍需防护。

主要应用

• 玻璃钢 / GFRP（玻璃纤维增强塑料）：船艇、汽车部件、储罐、管道、冷却塔、卫浴、风电叶片（早期）。
• 建筑：GRC（玻璃纤维增强水泥）、外墙保温（玻璃棉）、屋面防水、土工格栅、建筑加固（玻璃纤维网格布防裂）。
• 防火与隔热：防火布、灭火毯、焊接防护、高温过滤（与 PTFE 覆膜复合做除尘滤袋）。
• 电绝缘：电路板基材（覆铜板，即 FR-4 的电子布）、绝缘带、电机绝缘。
• 过滤：空气与液体过滤材料。
• 纺织：玻璃纤维窗帘（防火）、防火帘。

相关词条

• 碳纤维（fib-carbon-fiber）
• 玄武岩纤维（fib-basalt）
• 陶瓷纤维（fib-ceramic）
• 复合材料增强纤维
• 金属纤维（fib-metal-fiber）