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    努力开发玻璃纤维应用新局面 缝纫机 » 绷缝机 | 作者:admin 发布日期:2017-10-10 查看次数:131
    核心提示:  姜肇中一、玻璃纤维发展和应用概况玻璃纤维作为一种新兴工业,自二十世纪三十年代末期诞生以来,七十年来有了很大发展。它的发展史是本身生产技术不断提篼和产品应用领域不断扩大两大因素始终相互促进的过程。这
      姜肇中一、玻璃纤维发展和应用概况玻璃纤维作为一种新兴工业,自二十世纪三十年代末期诞生以来,七十年来有了很大发展。它的发展史是本身生产技术不断提篼和产品应用领域不断扩大两大因素始终相互促进的过程。这个互动过程推动了玻璃纤维的生产总量和品种的快速增长(始终高于GDP平均增长速度)以及劳动生产率和产品质量的不断提高。  我国玻璃纤维工业进入二十一世纪以来,努力贯彻改革开放和科学发展方针。伴随国民经济持续篼速发展和大型池窑拉丝新技术的突破。发展速度更快,己成为世界第一生产大国。下表展示我国及国际玻纤发展概况:我国及国际近年连续玻璃纤维发展概况表单位:万吨我国连缍玻纤M其中:池窑法总P量玻纤及品出口玻纤及讳!  品进口景当然玻纤总产量的增加就包含着对不断提高着的需求的满足。截止2007年全世界的连续玻璃纤维总销量己达400多万吨。下图列表将玻纤国际、国内市场应用概况分别给于展示。  玻璃纤维国际市场分配概况表单位:建筑交通电子电气工业应用消费品其它备注国际综合北美(美国)总用量130140万吨欧洲总用量约120万吨我国下游工业对玻璃纤维需求量表单位:万吨热固树脂增强热塑塑料增强电绝缘用产业织物其它合计我国玻璃纤维市场分配概况表单位:建筑电子电气交通管罐(防腐)工业应用环保能源其它二、玻璃纤维应用开发的重点玻璃纤维是一种人造无机纤维材料,它的主要原料资源贮量大它本身的表面积相当大,具有优越的比强度,还具有相当好的耐热性和物理化学稳定性以及一定程度的功能可设计性,所以说它不失为优良的功能材料和生态环境材料本文拟从发挥玻纤特性,满足经济可持续发展角度,综合国内外发展趋势,对玻璃纤维应用开发做一概括介绍。  ⑴在交通、工业等领域顶替功能较差和有危害的传统材料充分发挥比强度高的特点,连续玻璃纤维的70%以上用作增强基材和塑料构成复合材料。这一复合材料用于减轻自重的航天、航空、汽车、船舶等交通工具的结构和壳体器件,代替金属、纯塑料、木材等,以减轻它们所需驱动力,求得高速度并延长寿命。  新型大型客机如A340的复合材料用量上升到了占其总重量的20%左右。篼等级的玻纤予溃料等亦被选入其中。  对于汽车,资料介绍自重减轻i公斤,每行驶100公里可节油0.3公斤。所以发达国家每辆汽车用塑料超过100公斤,复合材料使用量平均约达70公斤。交通领域成为复合材料的最大用户之一。而我国每辆汽车平均复合材料用量才10公斤左右,足见其市场潜力。全世界约有200万辆汽车烧天然气,复合材料天然气瓶,亦是有市场前景的产品。  资料报导北美近几年船用玻纤需量以年均5%左右在增长。  FRP的轻质高强的特性还在摩托、赛艇、滑冰、滑雪等体育器材和消费品上显示优势。  近些年玻纤复合材料亦被人们用来开发新能源。在世界范围风电容量以年均20%的速率增长。我国亦在努力追赶,2006年新增风电容量为1347MW为2005年的169%.总装容量己达2600MW(占世界风电总容量的3.5%)。这种增势还未见减弱,预计到2010年全国风电总容量会超过5000Mff.每增长1MW风电、叶片及机罩等FRP件用玻纤近8吨。国外还在开发FRP风电机支柱。我国还在积极推广FRP沼气池。  FRP还被用于需要防腐耐久性的石油化工管道和容器。同样也用于供排放液体管道和设施。例如欧洲和日本新铺设的大中型输水管、污水管中玻璃钢夹砂管占30%左右。中东地区FRP管罐用量亦较大。近几年耐压FRP管道霈求量在增加。我国FRP管罐年产量高达40万吨左右。  E等玻纤还有好的、稳定的电绝缘性和耐热性也被大量用于电气绝缘上。例如在电气、电子产业做成云母布、漆布、层压板、敷铜板和绝缘带、套管以及电、光缆材料等。和我国成为世界机电产品制造者基地相配套亦己成为电绝缘材料的制造基地。我国电绝缘材料年用玻纤量超过20万吨,近年平均增率亦在两位数。  随着热塑性塑料的发展和它的重用性优势,玻纤增强热塑性塑料(FRTP)作为工程塑料在汽车、电气等领域扩大着应用。近年增速大于玻纤增强热固的树脂(FRSP)。发达国家FRTP己占FRP总量的30%以上。  在工矿领域玻璃纤维还被用来增强一些橡胶制品,在橡胶型材中加入并不算昂贵的玻纤帘线,可以提高制品的使用性能,减少废料降低成本。例如制成传动用三角和同步齿形带、输水胶管、耐热传输带以及矿井通风用的导风筒等增强橡胶制品。  代替石棉等有危害材料。石棉是一种天然无机纤维0料,具有较好的热稳性、热导率低、隔热效果好、电阻度篼、绝缘性强。但是有些石棉粉尘被人吸收,会患石棉肺进而转化为肺癌。因此,国际上从控制危害出发,限制石棉使用和寻求代用品,近几年一些发达国家甚至开始禁用。玻璃纤维和石棉均为无机材料,在耐热性、隔热性、绝缘性、抗张力性等方面有类同的优良性能,而玻璃纤维都是人造的玻璃态微米级纤维。经多年的研讨,前几年世界上11个国家的19名专家组成的科学工作组正式将玻璃纤维确定为不会致癌的第三类产品。这样,玻璃纤维在磨擦、隔热、增强、密封等方面,就不失为石棉的最佳代用材料之一。  玻纤基磨擦材料,印度、日本、巴西等国都有较好开发,用来制作离合器和制动器的摩擦片。近年我国摩擦材料用玻璃纤维亦有企业专业化开发和批量生产,并打入韩国市场。  玻纤工业用做耐热、隔热制品,例如铝液过滤网、焊接毯、防火毯,热设备隔热套以及高温气体的密封带、绳等,国内外市场都有稳定增长。可以选择不同玻纤成分配以相应处理获得300120CTC不同档次的玻纤耐热制品。  玻璃纤维有足够的强度、硬度和耐热性,用它增强树脂粘结磨料做成砂轮,用以切割、去毛、。抛光金属,不失为一种高效的磨削材料。我国玻纤砂轮网片年耗玻纤万吨以上,有30%左右出口。随着钢结构使用的增多和树脂砂轮在固结磨具中比例的提高,磨料协会预计玻纤砂轮网片的年增率会在10%以上。  ⑵可为营造节能、安全、舒适的居住环境出力由于玻璃纤维及其制品具有良好的防火、隔热、吸声、耐辐射、耐候、抗菌等特性。经过加工还有增强效果和织物感。再经涂复处理与建筑涂料有较好的相容性。所以不失为一种新型的建筑材料。  它和其它一些新型材料匹配完全可以为人类更节能、安全、舒适的居住环境做出贡献。一场建筑工程材料的变革正在酝酿。专家预测2000年至2010年间全球基础结构业(涉及领域:建筑物、土木工程(例如公路、桥梁)、港口、公用工程、混凝土维修与加固等)的纤维增强塑料(FRP)复合材料用量将增长525%以上。近年来许多玻纤企业为满足这方面的需求而积极开发,用于建筑工程的玻纤产品己成为不少玻纤企业的主要产品之一。已取得较广泛应用的产品有以下几类:防水材料:玻纤作为防水基材具有防水等级高、使用寿命、节约沥青、施工方便等特点。在美国玻纤防水基材占总防水基材的60%以上,所用玻纤量占玻纤总量的30%左右。而我国目前玻纤毡、布防水基材每年只有2亿M2左右,有很大开发潜力。用玻纤毡为基材的彩色沥青瓦、重量轻、施工便、寿命长又美观,近年在我国在迅速扩大应用。2002年施工面积为600万M2到2006年增加到2100万M2.节能辅助增强材料:我国既有建筑面积420亿M2,每年又竣工新建房屋面积20亿M2以上,建筑能耗占总能耗的1/4以上,单位建筑面积采暖能耗是相近气候条件下发达国家的23倍。所以大力抓紧建筑节能己是刻不容缓的事情,国家在认真执行50%建筑节能标准并在一些大城市试行65%建筑节能标准。在推广的一种典型建筑外墙保温是聚苯板玻纤网格布聚合物砂浆体系,较大量地使用涂层玻纤网布。玻纤网布也被用在块状建材的接缝防止涂复面层开裂。还用于大理石保护、马赛克背衬等辅助增强环节这方面的应用年玻纤网布量在3亿M2左右。  我国菱镁矿己探明贮量30亿吨以上,是世界第一。菱镁矿经煅烧后的活性氧化镁和卤水及其它漆加剂凝胶成氯氧镁水泥,其耐热、不燃、制品成型工艺简单、成本低。用玻璃纤维对其增强可显著提高其抗冲击强度。增强的形式可将玻纤短切混入浆料中或以网(毡)形放置于制品中面层,经增强使其具有类似木材的一些可加工性能。近些年我国菱镁行业在改进、稳定、规范氯氧镁工艺取得很大进步。在此基础上还积极开发推广了板材、防火板、屋面瓦、砌块、通风管道、农用水槽、托盘、装饰板等建材产品及家具还建立了一些规模化生产线,并有部分产品出口韩国等。这样就提高了对玻璃纤维的批量需求。有预测这方面对玻纤的年需求会超过10万吨。  玻纤增强石裔制品在发达国家石膏板的应用已极其广泛,美国年用量己超过30亿M2,人均-68-消费是10M2.玻璃纤维增强石膏将大幅度提高石膏制品的抗冲击强度。近些年美国为进一步改进石膏板性能扩大其应用,在快速发展玻璃纤维增强石膏系列产品。例如世界知名GP石裔公司开发的DensGurdR系列产品是以石膏芯用玻纤增强和用玻纤毡贴面代替原有纸面的石膏板,用于注重防潮、防霉、防火和强度的地方。在内墙、天花板、外墙、屋顶、竖井和隔墙以及面砖之下使用。据介绍在美国用玻纤增强的石膏板己占1/10以上,是一个相当大的量。0C公司还专建石膏贴面用玻纤簿毡生产线。我国石膏贮量丰富。另外,火力发电厂每年排放的脱硫石膏大约有2000万吨,化肥厂的磷石膏排放量约1亿吨。近几年纸面石膏板的用量和产量都迅速增长,2000年只有1亿平方米,到2006年己超10亿平方米。在玻纤增强石膏方面我们只开发过增强石膏饰品的增强石膏纱。对有较大的潜在市场的石膏板贴面薄毡还未进行认真开发。  土建工程增强材料。这方面近年来显示了较强要求,因此也带来了开发的活跃。主要有四个方面:一是将玻纤加工成格栅等土工织物并经沥青处理用于软路基篼等级公路的沥青混凝土路面的增强肪裂;二是玻纤和树脂一起加工成筋材代替钢筋,用于在沿海防盐气氛腐蚀和纶避免电磁干扰的结构(如一些仪器基础和需保密的遂道等隐蔽工程)中增强砼;三是由于建筑物和桥梁等构筑物的钢筋混凝土的裂缝补强基材:四是用耐械玻纤增强低碱水泥非承重制品。  建筑装饰材料:玻纤通过被复和复合形成多种建筑装饰材料。已经开发应用的主要用:墙布。玻璃纤维织物经处理作为室内墙布具有防火、可洗、不腐、有织物感、美观,又与各种墙面和涂料的较好的相容性,便于施工和更新等特点。在欧洲广泛应用于公共建筑内装饰,如展厅、接待室、办公室、餐厅、旅店以及卫生要求较高的医院、实验室等,也开始在住宅的起居室、厨房、盥洗室使用,年总用量约2亿平方米。我国年产墙布玻纤用在5000吨左右,用于出口和推进应用。  轻型屋面的材料。包括玻纤织物涂复聚氯乙烯、硅橡胶、聚四氟乙烯等塑料制成的篷布,用于公共汽车站、飞机场、大型体育和展览馆、游乐场所等建筑物的顶篷。奥运场馆“鸟巢”和“水立方”都采用了进口的玻纤涂复聚四氟乙烯膜材,说明我们自己对膜材的开发还未到位。还有玻纤增强热固性或热塑性塑料的透明瓦和波形瓦作仓库、车棚、暖房的顶部材料。年产量也有千万平方米。  玻纤基遮阳的材料在日本、。欧美市场有批量供应,呈增长之势玻纤增强彩色塑料板和人造革做室内地面和墙面装饰材料,还被用来增强室内吸音吊顶材料。  拉挤玻璃钢窗框。是一种很有发展前途的制品,它既有钢窗、铝窗的坚固性又有塑钢窗框的保温、节能、隔音性能。同时还具有经热、冷后尺寸稳定,使用寿命长等优点。目前作为第五代窗框材料在迅速发展,还有企业正为国外加工玻璃钢复合门。  玻璃纤维制品作为过滤袋料,在含尘气体特别高温气体过滤、净化方面占有重要一席。己批量用于碳黑、水泥、冶金和热力工业以及焚烧烟气等领域的除尘净化。德国水泥90%的废气是通过袋式除尘器净化的,这使水泥粉尘的散失量小于其产量的0.05%,很好的保护了当地的大气环境。日本玻纤滤袋在所有滤袋占58%.在我国随着对环境治理的要求提高(如烟气排放浓度己提到50mg/m3以下甚至提出30mg/m3的标准要求)对滤袋量和质的要求就更篼。例如原电收尘为主的一些场合逐渐改为袋滤或袋电结合。20万KW电厂和5000T/日水泥生产线都己成功采用袋滤。所以近年我国滤袋用量迅速增长。  23年接近2000万M2、2005年4000万M2、2006年就达6000万M2.预测2010前年均增长率不会低于20%.玻纤滤袋有机织物(布及膨体纱布)、针刺毡(玻纤及与耐热化纤复合)和复膜(聚四氟烯微孔膜)等形式的织物经处理制成袋安装在袋滤器里。我国玻纤滤袋占总滤袋的比例在1/3左右。在滤效和寿命方面面临一些化纤材料和国外产品的竞争,只要我们注意发挥玻纤特点,克服其弱点认真提篼滤袋生产技术和质量,这个领域市场增长的潜力还大。  玻纤增强塑料(FRP)可用于废气、废水处理过程中的耐腐蚀设备、装置和构筑物,例如燃煤烟气脱硫装置和配套管道,含硫含氟烟气处理后尾气输送风机,一些污水处理装置和相应的走廊和操作平台等。  FRP冷却塔是水循环再利用关健装置,是一种有明显优势而不衰的产品。  在地下环境保护方面,在国外有开发:和有机纤维材料结合加工成土工材料用于防水土流失;将玻纤喷洒在地上可形成弹性的多孔毡,从而保护刚播种的农田免遭冲刷。可供我们开发。  ⑷不断开发更多新型功能材料为相关行业的新发展提供新材料直接服务于人体健康,用于医疗。  光导玻璃纤维。除了用于光通讯以外,人们还致力开发用于正常情况光照射不到的区域,以控制光的化学、物理作用。在医疗方面的应用有:用传光束、传象速对人体器官的内窥检和辅助治疗,包括刺激穴位、止血、切开组织、灼烧病变组织等。运用光纤针对血液进行光照射,以稀释血液。用于光固化补牙等。  医用绷带和人造骨。玻纤编织成具有延伸带,浸渍专用树脂当作绷带,缠在伤处固定骨肢,克服了敷石膏的麻烦和副作用。复材假肢亦被较为广泛的应用。玻纤复合材料人造骨正在积极开发中,一些无毒+会引起炎性反应又具有骨生物活性的复合材料已通过动物试验,证明有理想的生物相容性,与原骨之间结合强度比不锈钢还高,预期会获得应用。  与人健康有关的玻纤复合材料制品:如世界每年各种类型复合材料呼吸气瓶产量为800万只左右;食品厂、牛奶厂、医院、制药等使用的卫生泵等等。  玻纤及其复合材料还被越来越多的运用于国防和高科技领域。如作为防弹材料、耐烧蚀材料、电磁干扰材料、耐辐射材料以及应用于雷达罩和水下、陆地的一些兵器中。近年复合材料在排爆防弹系统发挥越来越主要的作用。  新型功能材料开发动向从玻璃纤维成分上设计,使玻纤有更高或更低的介电性、半导体性,更高的强度和弹性模量,更篼的耐温性,更好的耐磨性及其它一些专有特性。  在玻纤及其制品表面涂覆金属、碳、吡略等使其具有电导性,进而可以作为电磁屏蔽材料。涂覆更好的高分子和其它无机材料,以克服玻纤的一些弱点,使制品具有更好的性能,满足更广泛的使用要求。  利用玻纤在增强材料中的导光、导电性随应力温度的变化,作为“机敏”材料,从而推动复合材料更经济、安全乃至智能化的使用。  三、努力开发玻璃纤维应用新局面注意玻纤的应用特点:从以上介绍看来玻璃纤维应用有自己的特点:玻璃纤维总量不是很大,但应用甚广泛,含盖传统和新兴各个领域,应用条件各有差异。  玻璃纤维很少直接应用,在应用中当然要考虑更好发挥玻纤的特性,但也必须考虑对其进行表面处理和复合,以克服它的一些缺点,进行改性并赋于一些功能性、应用开发就不能仅局限于对玻纤生产技术的掌握。  玻璃纤维要根据具体应用要求延伸产品,还要解决各个应用领域、场合的应用技术,不能期望应用开发的一劳永逸。  因此玻纤行业要比一些传统大行业更要重视应用开发。  当前我国玻纤发展形势有如下特点:我国已成为世界玻纤生产大国,而且产量涨势还猛,今年新增能力会超过50万吨,年产量肯定会超过200万吨,不紧跟扩大应用市场就可能供大于求。另一方面从整体技术水平和产品质量等方面来看还不算强。  我国国民经济和玻纤下游产业持续篼速发展(见下表),对玻纤需求旺盛反映玻纤在质量、产量方面还供不应求。  我国相关产业发展表单位:万吨GDP(万亿元)CCL(玻纤茎)③我国玻纤及制品出口量超过了60%,这个比例偏高,又多为中低档产品同时每年还有20多万吨的进口,为高档和国内还不能满足的产品。这种情况国家政策要求调整。  我国玻纤应用开发与国际先进还有较大差距,国外玻纤产品应用有四万种,而我国现只有1/4左右。我国的应用开发能力还不如国外,不少国外新产品国内还没有,既使动手开发,周期亦比较长。  以上形势特点要求我们更加重视玻纤的应用开发,抓紧大好时机,努力开创玻纤应用新局面。  应用开发工作的几点建议:下大气力满足国内市场对玻纤的需求,要把最大限度满足我国各领域对玻纤的需求作为我们玻纤企业的宗旨。在当前我国玻纤进出口的状况下可以把以产顶进作为更好满足国内玻纤需求的入手点。把提高出口制品的档次作为提高应用制品开发的动力。  下大气力提高企业创新能力和应用制品开发能力。从组织、规划计划、制度、财力等方面切实加强应用开发工作。从发挥本企业的优势着眼,考虑有代表性和满足客户要求,确定重点开发应用领域和产品。注意应用开发关键环节:玻纤应用特性的稳定和改进;和应用要求相适应的浸润剂;制品结构形态和处理技术以及特定的应用技术。从而确定正确的技术路线,提高应用开发的效率和水平。  从“产业链”概念,加强应用开发工作的协作协调。正如上面分析玻纤应用开发是个比较长的系统,要做好这方面工作不注意横向、纵向的协调不行,横向指配套的原材料和机电装备及技术来源,纵向指直至应用的下游环节。企业要努力逐渐形成一些战略合作伙伴有助于形成高效的开发体系。  注意提高质量努力做好应用开发的服务。  稳定和提高质量方面要有足够诚信和保证。注意积垫优势,以创特色创品牌为措施不断提高产品服务和质量。  根据用户要求个性化服务,开发系列专门化产品。  学习国外推行“解决方案”式服务。用户要用你的材料做某个产品或应用,你就提出一个“解决方案”,包括推荐你的材料,甚至为他专门改性的材料,而且配套提供还指导人家如何合理使用达到一个最佳效果。1

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