– 1997年，首条万吨级的池窑生产线在山东泰安建成
– 1998年，具有自主知识产权的7500吨/年池窑生产线在杭玻集团建成 – 1999年开始，在国家产业政策的引导下，池窑法生产技术迅速推广， 逐步形成以池窑技术为主导的企业群 – 2003年，池窑法玻璃纤维产量首次超过坩埚法，占总产量的比例达 到57% – 2005年，共有近40座池窑生产线
100
2060
¿ ¡ GPa £ Á Ô Ä ¯ Ð µ
91.6 82.9 73 86.4
90 80 70 60 50 40 E² £Á §
SH2² £Á §
SH4² £Á §
பைடு நூலகம்M² £Á §
S2¿ ÕÐ Ä
D2² £Á §
各种纤维强度比较
51.7
SH2² £Á §
SH4² £Á §
M² £Á §
D² £Á §
6
7 8
高模量玻璃纤维（M玻璃纤维） 比模量和比强度分别比无碱玻璃纤维提高15％和 10％
耐辐照玻璃纤维 石英玻璃纤维 在高能辐射（γ射线和中子的混合辐射）下十分稳 定 SiO2含量在99.9%以上
9
高硅氧玻璃纤维
SiO2含量在96%以上
我国主要玻璃纤维成分
组份或性能 SiO2 Al2O3 CaO MgO Na2O、K2O B2O3 Fe2O3 CeO2 Li2O ZrO2 TiO2 析晶上限温度/℃ 单丝强度/Mpa 弹性模量/Gpa E玻璃 54.1 14.9 16.6 4.6 <0.5 8.5 <0.5 / / / 微量 1135 3058 71.5 C玻璃 67.3 7 9.5 4.2 12 / <0.5 / / / / 1140 2626 S玻璃 52~57 20~25 / 10~14 / <5 <1.2 1~2 0.8~1.2 / / 1320 4018 83.3 93.1 A玻璃 71 3 8 3 15 / / / / / / 1020 M玻璃 48~54 16~22 / 18~23 / / / 1~3 / 0~4 0~4 1300
H2N(CH2)3Si(OC2H5)3
γ-甲基丙烯酸丙酯基三 甲氧基硅烷
γ -（2，3-环氧丙氧基） 丙基三甲氧基硅烷
CH3 CH2 C O C O(CH2)3 Si(OCH3)3
A-174 KH-570
CH2 O
CH
CH2O(CH3)3Si(OCH3)3
A-187 EP，PF，UP， KH-560 MF，PVC，PC， KBM-403 ABS，S/AN， Y-4087 PS，PA，PE， Z-6040 PP S510
等均有高硅氧玻璃纤维及制品的研究与生产。
• •
世界高硅氧玻璃纤维生产量集中在前苏联。 我国自上世纪60年代初开始研究，历经80、90年代的工艺及装备等持续改进，现 生产能力居世界前五位。
•
主要制品：高硅氧织物、高硅氧套管、高硅氧短纤维、连续高硅氧纤维和高硅氧 棉等。
二、特种玻璃纤维
• 高模量玻璃纤维
– 常温和高温电绝缘性能优良
•
高强空心玻璃纤维
– 轻质、高比强度、高比模量、高透波性 – 优质结构材料
5500 5000
È ¡ MPa ¿ ¶ ­ Ç ¹ À ¿
4600 4020 3700 3140 3216
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500
E² £Á §
各种纤维模量比较
2.4 其他特种玻璃纤维
– 比模量和比强度比E玻璃纤维提高15％和10％ – 具有良好的电绝缘性能 – 我国M1玻璃纤维弹性模量为91GPa， M2玻璃纤维为93GPa – 用于国防军工、体育器材、电子电器等领域
•
耐辐照玻璃纤维
– 高能辐射条件下十分稳定（中子通量1×1020中子/cm2、γ剂量3×1010～ 5×1010Ω/m、温度高于280℃下，绝缘电阻达7.1×109） – 是原子能反应堆用优良的电绝缘材料和保温隔热材料
• • •
2.2
低介电玻璃纤维
具有密度低、介电常数及介电损耗低、介电性能受环境温度和频率等外界影响因 素小等特点。 是一种理想的高性能飞机雷达罩增强基材，具有轻质、宽频带、高透波等特性。 随着电子通讯和信息产业向高频、大容量、小型化方向发展，对印刷线路板基材 的玻璃纤维介电性能提出了更高的要求，世界各国都着手研究用于印刷线路板基 材用的低介电玻璃纤维。
高强度玻璃纤维
中国HS2 4020 82.9 中国HS4 4600 86.45
俄罗斯вмл 4500~5000 95.0
新生态单丝强 度MPa 拉伸弹性模量 GPa
断裂伸长
％ 密度 g/cm3 浸胶束纱强度 MPa
5.4
2.49 3700～ 4300
4.8
2.56 ≥3400
5.5
2.49 ≥3400
高强度玻璃纤维应用
断面修复
混凝土构件 不平处修整 裂缝注浆修补 表面处理层 粘接剂
复合材料片材
表面修饰
1993年起步 形成布、板、筋系列产品 和同济大学等合作，开展了系统研究 在数十个工程中应用
高强度玻璃纤维应用
GLARE
Ultra-wide body Airbus A380
二、特种玻璃纤维
密度/(g/cm3)
2.57
2.53
2.54
2.51
2.77
铝硼硅酸盐
钠钙硅酸盐 硅铝镁三元系统
钠钙硅酸盐 硅铝镁三元系统
玻璃纤维工业概况
1.1
分类
按加工分类
常用偶联剂
化学名称
乙烯基三乙氧基硅烷 结构式 牌号
A-151 A-172 KBC-1003 A-1100 KH-550 KBE-903
适用树脂
幅减重，结构简化，可靠性提高。（侏儒导弹采用三向编织全碳/碳喷管；“战
斧”巡航导弹、反潜导弹等选用四向碳/碳材料。） – 3TEX公司利用三维机织技术开发多种“下一代”的防护装甲产品（头盔、防弹 背心等）。
≥0.50
二、特种玻璃纤维
•
2.3 高硅氧玻璃纤维
SiO2含量在96%以上，是一种耐高温的无机纤维，长期使用温度可达900℃以上。 广泛应用于航天飞行器防热、耐高温绝缘、防火防护、高温气体或液体过滤等。
•
美国Hitco公司上世纪40年代率先商业化生产，注册商标“Refrasil”。
•
美国Harveg公司、俄罗斯玻璃钢科研联合体和白俄罗斯波洛茨克玻纤生产联合体
• •
上世纪90年代后期，日本日东纺研制成功工艺和化学稳定性比D低介电玻璃纤维 （法国圣哥班公司）更好的NE低介电玻璃纤维，用作覆铜板基材。 我国先后研制成功D2、D3、Dk介电常数可调的低介电玻璃纤维，用于复合材料或印 刷线路板（复合材料的介电常数可降低0.3左右）。
二、特种玻璃纤维
•
2.2
低介电玻璃纤维
玻璃纤维工业概况
池窑生产线工艺示意图
玻璃纤维工业概况
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 1997年 1999年 2001年 2003年 2005年 玻纤总量 池窑产量
中国玻璃纤维工业发展迅猛,年增长近30%,预 计十一.五末将达到150万吨,成为世界第一生 产大国
玻璃纤维工业概况
目 录
1. 玻璃纤维工业概况 2. 特种玻璃纤维发展概况 • 特纤性能 • 特纤应用 3.立体织物发展概况 • 立体织物编织方法 • 立体织物性能及其应用
玻璃纤维工业概况
• 坩埚法和池窑法发展历程：
– 1958年，从前苏联引进坩埚法拉丝技术 – 1990年，第一条池窑生产线在广东珠海功控玻纤公司建成（4000吨/ 年）
玻璃纤维工业概况
• (1)总产量迅速增长 • 在池窑拉丝进入推广期的1997年以后7年时间里,我国玻纤总量的增长， 相当于美国1968～1988年20年的增长。我国一跃成为世界第二大玻纤 生产国和出口大国。 • (2)品种、质量有较大提高 • ①品种方面。从E级（7μ）至U级（24μ），22.5Tex到4800Tex纤维均能 生产。，我们已成为世界传统增强基材(无捻粗纱、方格布、短切纤维 毡等)生产大国之一。对于缝编毡、复合毡、连续毡、针剌毡、表面毡、 多轴向织物等一些新的增强基材，我国都已工业化生产。池窑基地企 业的产品品种均超过200种。 • ②质量方面。玻纤增强基材质量的提高，从行业抽查中直接得到确认。 在标准提高的情况下，行业抽查推标符合率，从31.8%(97年)提升到 70%(近两年)以上，其中池窑企业更高。无捻粗纱的质量在也在稳中提 高，如含水率这个重要指标，从抽查来看有较大改善，97年的抽查平 均值为0.33%，企业间差别较大；2003年抽查的含水率平均值为0.088%， 且企业间差别小，其中池窑企业情况更好，其平均含水率为0.026%。
4.5
2.56 ≥3300
4.9
2.54 2600～ 3000
5.3
2.53 2943～ 3575
各种高强度玻纤的化学成份及性能表（wt%）
SiO2 S-2 R T BMП HS2 Advantex 64-66 58-60 62-65 58-60 52-57 59-62 Al2O3 24-25 23.525.5 20-25 20-27 20-25 12-15 MgO 9.5-10 5-7 10-15 10-15 10-14 1-4 20-24 0-2 CaO 0-0.2 8-10 <0.01 R2O 0.02 0-1 0-1 0.180.45 0-0.35 <0.01 TiO2<0.7 <5 B2O3<0.2 B2O3 Fe2O3 0-0.1 0-0.5 <0. 1 0.1-0.6 <1.2 F2 0-0.3 Zr2O3<1 Zr2O3<0.2 Li2O0.8-1.2