蒋丽云;严雪峰
【摘 要】电子工业专用设备介绍了玻璃纤维作为一种高性能无机纤维,因其高模高强、较高的断裂伸长率和钩结强度等物理机械性能;优异的横向压缩、抗弯刚度等耐冲击性能;较强的耐热性、耐腐蚀性和不燃性,在机械伤害防护纺织品、热防护纺织品、电磁防护以及核能与生化防护纺织品等领域中得到越来越广泛的应用.同时,提出了玻璃纤维在安防用纺织品中的应用缺陷,希望相关开发单位提高纺纱和织造等技术,挖掘玻纤在安防用纺织品中更大的发展空间.
【期刊名称】《玻璃纤维》
【年(卷),期】2017(000)006
【总页数】5页(P37-40,43)
【关键词】玻璃纤维;机械伤害防护;热防护;电磁防护;生化防护
三诺h222【作 者】蒋丽云;严雪峰
【作者单位】南通大学纺织服装学院,南通226019;南通大学纺织服装学院,南通226019
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ171.77+7
0 前言
玻璃纤维是一种高性能无机纤维，它是由二氧化硅与三氧化二铝等氧化物组成的无机盐类玻璃高温熔融后经漏板拉丝制成，其直径从几微米到二十几微米，由几百根甚至数千根纤维近似平行状态集合成束。
玻璃纤维种类繁多，目前国际上已商品化的纤维用玻璃主要有：E玻璃(无碱玻璃)、C玻璃(中碱玻璃)、高强玻璃纤维、AR玻璃纤维、E-CR玻璃等等[1]。玻璃纤维因其卓越的机械性能、良好的电绝缘性、耐腐蚀性、优异的耐热性和不燃性，作为复合材料中的增强材料(增强塑料、增强沥青、增强水泥等)、电绝缘材料、绝热保温材料等应用于国民经济的各个领域，成为建筑、交通、电子、电气、化工、冶金、环境保护、国防等行业必不可少的原材料。基于玻璃纤维的优越性能，其在安全与防护纺织品中的应用得到进一步的拓展。
1 玻璃纤维在机械伤害防护纺织品中的应用
由于劳动密集型企业特别是重工业从业人员容易受到机械伤害，故功能性防护纺织品如防切割手套等的开发越来越受到人们的重视。
1.1 玻璃纤维机械性能
纺织材料在使用过程中，受拉伸、压缩、弯曲、摩擦等作用并会产生一定的变形，玻璃纤维所呈现的机械性能见表1、表2。[2]
表1、表2中可知，玻璃纤维有很高的断裂强度，最终可制成高牢度的纱线和织物，但纤维刚性增加，手感硬。和碳纤维相比，玻璃纤维的断裂伸长率较大，即弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，表示纤维有较高的耐冲击变形能力和断裂伸长率，对缓冲所受的力具有较大的优势，是吸收冲击能量的理想材料。玻璃纤维和其他纤维相比，具有较大的钩结强度，优异的相对抗弯性能，反映了其耐受弯曲和扭转的能力，使之加工成的织物具有较高的耐折性和耐磨性。特别是玻璃纤维在各种压力下其直径变化率极低，除压后的剩余变形量为零，说明其在受到垂直于纤维轴向作用力的时候，纤维不容易挤压变形而形成弱节，表现出较高的抗冲击和耐切割性能。
表1 玻璃纤维、碳纤维机械性能纤维断裂强度/cN·dtex-1断裂伸长率/%钩结强度/cN·dtex-1碳纤维高强21．31．6高模量18．81．0—玻璃纤维单丝(E型)13．54．8单丝(S型)17．65．3～5．73．5
表2 粘胶、聚酯、玻璃纤维的相对抗弯性能和横向压缩性能纤维相对抗弯性能各种加压(cN)下直径变化/%初始模量EL/cN·tex-1抗弯刚度Rfr/cN·cm-24998196294392490637除压后剩余变形粘胶纤维515．52．03×10-417．526．539．047．753．558．065．148．5聚酯纤维1107．45．82×10-47．515．029．041．049．055．562．447．2玻璃纤维2704．88．54×10-41．53．05．06．48．09．011．30．0
1.2 玻璃纤维在防切割手套制品中的应用
纺制纯高模高强聚乙烯纱线，其细度为59 tex，织成手套后进行耐切割测试，耐切割力小于500 gf；在纯高模高强聚乙烯中分别加入100 D和200 D的玻璃纤维，制成59 tex粗细的纱线后，织成手套进行耐切割测试，其耐切割力分别达到了1 600～1 800 gf和2 300～2 500 gf，分别达到ANSI标准的四级和五级。
2 玻璃纤维在热防护纺织品中的应用
在各类防护纺织品中，应用较广的是热防护织物。人们在生产、生活、救护、战争等活动中往往会受到对流热、传导热、辐射热、熔融金属溅射及热气体等各种热源的伤害，通过防护服装阻断热能到达人体皮肤表面，是使人体免受伤害的最直接和最有效的防护手段[3]。目前热防护纺织品的应用主要在石油、化工等易燃易爆环境；消防防护服装；防电弧服装等领域。
歌从心底唱起
防护纺织品具备的特点为：隔热性，阻止热转移；阻燃性；遇热后织物完整性以及阻止油和其他液体的渗入等，玻璃纤维的特性决定了其在热防护纺织品中的发展前景。2.1 玻璃纤维热学性能
玻璃纤维的熔点为680 ℃，沸点达到1 000 ℃，化学稳定性高，且具有很强的耐热性，见表3[4]。
表3 粘胶、涤纶、玻璃纤维的耐热性纤维20℃未加温强度保留率/%100℃处理130℃处理20天80天20天80天粘胶纤维10090624432涤纶100100969575玻璃纤维100100100100100
由表3可见，玻璃纤维耐热性好，且长时间受到较高温度作用其强力仍未降低，织物的热防
护就是能将热量(对流热、辐射热和传导热等热源)阻隔在织物的一面阻止热转移，而织物本身不熔融收缩和破裂。
高林生近况
2.2 玻璃纤维阻燃性能
亚硫酸钙热防护纺织品的阻燃性有两种，一是在非阻燃纤维中加入化学阻燃添加剂，随时间推移和洗涤次数增加，其阻燃效果下降；另一种就是使用阻燃纤维制成，以达到永久阻燃的目的。表4是几种纤维的极限氧指数[4]。
表4 粘胶、涤纶、玻璃纤维的燃烧性能纤维及分类燃烧特征极限氧指数/%玻璃纤维(阻燃纤维)明火不能点燃>35涤纶(可燃纤维)遇火发烟燃烧，离开火焰熄灭20．6粘胶纤维(易燃纤维)易燃，燃烧速度快19．7
氧指数越高，纤维越难燃烧，氧指数在30%以上的纤维为不燃纤维。玻璃纤维为先天性阻燃纤维，其阻燃性耐久，热稳定性高。针对目前市场上种类较多的防护服面料，如阻燃棉强度低、耐温低；间位芳纶、腈氯纶等遇火收缩严重[5]，玻璃纤维具有较强的竞争力。
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