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1、高硅氧玻璃纤维生产关键技术,江苏省硅酸盐学会 李斌2016.11.24,1、高硅氧玻璃纤维原纱种类,钠硅酸盐纤维 两元系统，前苏联国家生产。俄玻纤玻钢联合体、白俄罗斯波络兹克联合体。国内九鼎小规模生产。钠硼硅酸盐纤维 三元系统，美、中、日等国生产。无碱纤维 最常见，价格便宜，力学性能相对较差，硅含量难以进一步提高。,2、高硅氧纤维制备的影响因素,2.1酸处理的浓度、温度、时间,高硅氧酸处理时，酸液的浓度和处理时间对反应不敏感，可以在一个相对较大范围内选择。反应集中在初期完成大部分的离子交换，剩余反应时间用来进一步提高硅含量和均匀性。温度是决定反应进程的最关键因素。2.2水洗过程 去除纤维表面残
2、留吸附的酸；加快溶解置换析出到纤维表面的氧化物。,2.3 热定型处理 作用：去除结构水；气孔闭合，断键重补；部分杂质氧化物挥发烧蚀。随烧结温度升高，纤维的力学性能有所提高，进一步提高，强度下降。杂质的存在，纤维表面析晶，脆化，强度下降。,烧结最佳温度：两元系统，500；三元系统，650；无碱，800。,3、高硅氧处理关键技术,3.1纤维与酸液质量比与相对运动方式 以三元钠硼硅酸盐为例。反应产物为硼酸（H3BO3）和硼砂（Na2B4O710H2O）。两者的溶解度有限，硼酸在常温下溶解度不到5g，100下为38g；硼砂在100下为52.5g。,需要重点考虑的是：酸液中的氢离子化学计量比能否完全置换
3、反应；置换出的杂质生成物饱和，影响反应进程。酸与纤维相对运动较大，有利于离子交换。旋转式运动，转速不能过高，以防造成相对运动速度静止。旋转速度以1020rpm为宜。,3.2 纤维的直径与分散性处理不同纤维单丝直径的纱。纤维直径小，比表面积大，置换反应面积大，有利于反应进行；缺点是吸附性能强，反应杂质不易排出到溶液中。纤维棉的处理，可以考虑预分散。,3.3 控制反应速率酸与纤维接触初始阶段，反应大部分完成。反应过快，置换物无法迅速排出溶解到酸液中。,均匀反应有利于界面均匀性。以相对较低温度下酸纱接触为宜，一般在6075。俄罗斯采用浓冷酸浸泡工艺。,3.4 酸液的重复利用率 酸液使用一次后，消耗一
4、定氢离子，产生可溶性杂质，高温下可以溶解，低温下，尤其在水洗过程中会堵住网孔。需要计算处理多少质量纤维后，溶质饱和。为保持质量稳定性，每槽处理补充部分新酸。一来补充氢离子浓度，二来稀释杂质离子。,3.5 清洗过程 直接使用冷水清洗，易发生反应物溶解度下降，生成物堵塞网络孔洞。第一次水洗用温水，利于反应物的清除，,3.6 捻度对酸沥滤反应和强度的影响 无论是制备纱线还是各种规格的布，捻度越大，其酸沥滤反应越困难，酸溶液较难渗透进入单纤维表面，需要相对较长的反应时间。同时，反应过程缓慢又带来了反应较为均匀的好处，杂质离子分布相对均匀，强度较高。下表为不同捻度的纱线在某处理工艺条件下，所获的产品的二
5、氧化硅含量和强度。,3.7 不同产品结构的工艺条件差异化,连续纱线 连续纱线最为重要的是力学性能的稳定性和均匀性。杂质离子分布的均匀性比一味地提高二氧化硅含量更为重要。处理过程中需要保持纱、液相对运动，热处理要有一定的温度曲线，防止过度析晶。,短切纤维 对强度指标要求不高，主要追求耐温性和梳理强度。可以用连续纤维处理后短切，亦可以短切后处理。为防止处理过程中的成绒化，尽量减少相对运动。短切纤维大都不需要热定型处理，但在作为填料，产品有较高尺寸要求时，必须进行热处理。,高硅氧布 按规格可以有网格布、平纹布、缎纹布，厚度不一。用量较大的使用无碱布进行处理而生产的“类高硅氧布”。生产可连续式和间歇式
6、，各有利弊。连续式产品质量稳定，但产量较低，而且处理槽中出现断布难以处理。间歇式产量高，利于规模化生产，但质量稳定性不易控制，尤其要注意悬挂处理放布时的褶皱部分，和整卷处理时内外层的均匀性。,4、对我国高硅氧生产现状的几点思考,高端产品低端化！品质决定生存，持续发展；有义务引导用户正确使用。,产品定义标准化 按标准正确定位产品，不要模糊概念。高硅氧、类高硅氧、耐高温制品（温度值范围）。,市场竞争有序化 产品差异化，协同作战，良性竞争，优质优价。形成产业合力，竞争国际市场，提升自有知识产权产品结构。,测试标准有待于进一步改善提高 比如二氧化硅含量测试，根据不同纤维直径，样品处理温度对结果影响较大。高硅氧产品吸水性较大，测试条件的影响等。,欢迎批评指正！谢 谢！,
