玄武岩纤维

玄武岩纤维以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。玄武岩连续纤维不仅强度高，而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少，对环境污染小，且产品废弃后可直接在环境中降解，无任何危害，因此是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维）之一，实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。

特征

玄武岩纤维表面较光滑，表面能较低，经过表面改性后，其表面增加纳米SiO2粒子，有效地提高纤维表面粗糙度，增加了微生物与载体间的有效接触面积；改性后表面有阳离子的存在，载体表面电位升高，载体表面带正电荷，利用静电吸力促进微生物固定，有利于微生物固定化；改性后表面的活性官能团，增加了载体的表面能，所含有羟基、羰基或羧基等，对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。通过玄武岩纤维载体表面改性，使其具有良好的亲水性和微生物负载性能，使之能够负载更多的生物量，且长时间保持较高的微生物活性，从而实现更有效通过生物膜法降解水体中污染物。

①原料充足

玄武岩纤维是由玄武岩矿石熔融后拉丝制成，而玄武岩矿石在地球和月球上的储量都相当客观，从原料成本来看相对比较低。

②环保型材料

玄武岩矿石是一种天然的材料，其生产过程中无硼或其它碱金属氧化物排出，因此其烟尘中无有害物质析出，对大气不会造成污染。而且产品的寿命长，因此是一种低成本、高性能、洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。

③耐高温耐水性

连续玄武岩纤维的工作温度范围一般为一269~700℃(软化点为960℃)，而玻璃纤维为一60~450℃，碳纤维最高使用温度也只能达500℃。特别是玄武岩纤维在600℃工作时，其断后强度仍能保持80%的原始强度；在860℃下工作而不会出现收缩，即使耐温性优良的矿棉此时断后强度也只能保持在50%-60 %，玻璃棉则完全破坏。而碳纤维约在300℃就有CO和CO2产生。玄武岩纤维在70℃热水作用下能够保持较高的强度，玄武岩纤维在1200 h后才可能失去部分强度 。

④良好的化学稳定性和耐腐蚀性

连续玄武岩纤维中含有K2O、MgO)和TiO2等成分，而这些成分对提高纤维耐化学腐蚀及防水性能极为有利，起相当重要作用。它与玻璃纤维的化学稳定性相比更显优势，特别是在碱性和酸性介质中更加明显玄武岩纤维在饱和的Ca(OH)2溶液和水泥等碱性介质中还能保持更高的抗碱液腐蚀性能。

⑤高的弹性模量和抗拉强度

玄武岩纤维的弹性模量为：9100 kg/mm——11000 kg/mm，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙稀纤维和硅纤维。玄武岩纤维的抗拉强度为3800——4800 MPa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。玄武岩纤维的密度有2.65-3. 00 g/cm3，硬度很高，为莫氏硬度5-9度，因而它具有优异的耐磨、抗拉增强性能。它的力学强度远远超过天然纤维和合成纤维，所以它是一种理想的增强材料，其优异的力学性能位于高性能四大纤维前列。

⑥出众的隔音性能

连续玄武岩纤维具有优异的隔音、吸声性能，从该纤维在不同音频下的吸声系数就能得知，随着频率的增加，它的吸声系数显著增加。如选用直径为1-3μm玄武岩纤维制成的(密度为15 kg/m3，厚度为30mm)吸音材料，在音频为100~300 Hz,400~900 Hz和1200~7 000 HZ条件下，该纤维材料的吸声系数分别为0. 05~0.15 , 0. 22~0. 75和0.85~0.93。

⑦突出的介电性能

连续玄武岩纤维的体积电阻率比E玻璃纤维高出一个数量级，具有很好的介电性能。虽然玄武岩矿石中含有质量分数近0.2的导电氧化物，但采用特殊的浸润剂专门表面处理后，该玄武岩纤维介电耗角正切比玻璃纤维低50%，纤维的体积电阻率也高于玻璃纤维

⑧天然的硅酸盐相溶性

与水泥、混凝土的分散性好，结合力强，热胀冷缩系数一致，耐候性好。

⑨较低的吸湿性

玄武岩纤维的吸湿性低于0.1%，低于芳纶纤维、岩棉和石棉。

⑩较低的热传导系数

玄武岩纤维的热传导系数为0.031 W/m·K——0.038 W/m·K，低于芳纶纤维、硅酸铝纤维、无碱玻纤、岩棉、硅纤维、碳纤维和不锈钢。

玻璃纤维

玻璃纤维，是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好、机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料，电路基板等国民经济各个领域。

材料性质

熔点：玻璃是种非晶体，无固定的熔点，一般认为它的软化点为500~750℃

沸点：约1000 ℃

密度：2.4~2.76 g/cm3

玻璃纤维作为强化塑料的补强材料应用时，最大的特征是抗拉强度大。抗拉强度在标准状态下是6.3～6.9 g/d，湿润状态5.4～5.8 g/d。耐热性好，温度达300℃时对强度没影响。有优良的电绝缘性，是高级的电绝缘材料，也用于绝热材料和防火屏蔽材料。一般只被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀。

主要特点

1)拉伸强度高，伸长小（3%）。

(2)弹性系数高，刚性佳。

(3)弹性限度内伸长量大且拉伸强度高，故吸收冲击能量大。

(4)为无机纤维，具不燃性，耐化学性佳。

(5)吸水性小。

(6)尺度安定性，耐热性均佳。

(7)加工性佳，可作成股、束、毡、织布等不同形态之产品。

(8)透明可透过光线。

(9)与树脂接着性良好。

(10)价格便宜。

(11)不易燃烧，高温下可熔成玻璃状小珠。

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