玄武岩纤维,纺织纤维的最佳强化材料

玄武岩纤维是一种从玄武岩石中提炼出来的纤维材料,它含有丰富的矿物斜长岩、辉石和橄榄石,其性能类似于碳纤维和玻璃纤维,但其物理化学性能却强于玻璃纤维,其价格低于碳纤维,还具有防火阻燃的功能。

玄武岩纤维拥有的特征与用途

玄武岩纤维具有良好的加工性能,用它可以制成多种用途的无纺布及复合织物,还可在化学、风能、交通、航空航天、建筑和海洋领域大显神威。其原因就在于,它拥有下列属性:机械性强度、化学抗阻、卓越的热效应、良好的隔音效果。玄武岩纤维材料是一种天然的矿物质,属于火山岩的一种。作为一种矿物,它拥有各种颜色,灰、黑等。是一种优良的矿物纤维原材料,含有100%的无机物,纤维兼容性极强,因此它可以与各种纺织纤维搭配,成为纤维材料的添加剂。这种矿物几乎在世界各国都能找到。在过去,人们将它用来做建筑材料或修整道路。但是,却很少有人知道,玄武岩纤维含有100%的连续性纤维,且纤维长度和直径很高,因此它具有很强的坚韧度,易弯曲,成本低廉,透气性好,对环境和健康无害,因此目前被看做最佳的石棉替代物。但是,玄武岩纤维的功能远不止这些。其天然的外观色泽可构成最佳的装饰效果。然而,更让人称奇的是,玄武岩纤维的特点和功能却在于强化其他纺织纤维,经强化后的纺织纤维具有如下特征:高强度、高系数、耐腐、耐高温、工作温度宽广、手感良好等等。

玄武岩纤维的比抗张力(其密度决定其断裂应力)超过钢铁纤维许多倍。而玄武岩的密度仅超过玻璃5%,其拉伸模量也超过玻璃纤维。这使玄武岩纤维可成为最佳的复合纺织强化纤维。不仅如此,它还具有稳定的规格尺寸,因为玄武岩纤维的弯曲度和柔软性不易发生变异,具有良好的抗疲劳性,是世界上具有最好摩擦系数的纤维之一。

由于具有绝缘性,玄武岩纤维还可制作从绝缘仪表板到电路板等广泛的产品,其应用十分广泛。玄武岩的需求量每年都在上升。凡是要用玻璃纤维的地方,玄武岩就能加以应用。

世界玄武岩纤维的发展历程

国外连续玄武岩纤维(CBF)研发经历了几十年的艰辛,近十年才真正取得玄武岩纤维技术的实质性进展。上个世纪末,苏联解体后,CBF经历了这十多年来初创发展期,加之世界经济快速发展,全球又迎来了新一轮的投资CBF的高潮,它有力地推动了这种复合材料的强劲发展。但由于生产连续玄武岩纤维的技术含量高、工艺难度大,迄今为止,全世界能生产这种纤维材料的仅有乌克兰、俄罗斯、美国、加拿大、中国等少数几个国家约数十家企业。

2005年全球规模较大的,现年产300～1500t级连续玄武岩纤维生产线在乌克兰有4家、俄罗斯4家、美国2家,格鲁吉亚、加拿大及德国各1家。其中在乌克兰基辅的乌日(TOYOTA)合资企业2005年约年产800tCBF,产品全部销往日本。最新获悉,该企业正着手规划扩建年产5000tCBF的新工厂;还打算在离乌克兰基辅350公里地方筹建万吨级连续玄武岩纤维新工厂。俄罗斯也在美国俄亥俄州建立了SUDAGLASS玄武岩纤维工厂,并已于2006年正式投产。

玄武岩纤维工业联盟(Basalt Fibre Association)BAF已在美国得州乌德兰兹成立,他们将以新产品新技术为契机,全力推广玄武岩纤维材料的应用。

目前,连续玄武岩纤维产品应用最为广泛的是独联体国家,他们已成功应用于多个领域,并大量出口西方。最近,他们又向加拿大转让相关技术并建成一条生产线,也与中国、越南、波兰和印度等国进行技术转让谈判。美国欧文斯・科宁(Owens Corning)公司对此项目也展开过产业化研究,曾建过大型流水生产线,投资约1亿美元,但因技术不过关,太冒进,投产后不能连续运行而影响工业化生产。

尽管国外连续玄武岩纤维开发至今已取得较瞩目的成绩,但全世界生产连续玄武岩纤维的总体技术还处于初级发展阶段。这是因为受纯天然玄武岩矿石熔体易析晶、导热性差等特殊生产工艺难度的影响,现阶段全球的连续玄武岩纤维稳定生产技术一般均停留在200孔拉丝漏板的初级水平上,而玻璃纤维生产所用的拉丝漏板已达2000孔数。因此,世界上一些国家正在进行生产能力更高的多孔数漏板的研发工作,连续玄武岩纤维生产还有待于在生产工艺与设备、生产能力及降低能耗等多方面再做大胆探索与创新研究。

(据印度纤维与时尚网最新资料/.../new-reinforced-material1.asp)