Page 66 - 《橡塑技术与装备》2021年6期（3月下半月 塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

连续玄武岩纤维在复合材料中应用

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陶永亮 ，李 翔 2
(1. 重庆川仪工程塑料有限公司，重庆 400712 ；
2. 四川谦宜复合材料有限公司，四川 华蓥 656565)

摘要 ： 连续玄武岩纤维是绿色环保材料，是国家鼓励开发与应用的纤维材料。本文对玄武岩基本情况和连续玄武岩纤维制作
等工艺的介绍，根据连续玄武岩纤维的特点，列举出玄武岩纤维长纤增强 LFT、玄武岩直接无捻粗纱增强纤维和玄武岩纤维 SMC
无捻粗纱增强纤维的应用特点和情况，并对连续玄武岩纤维复合材料作了展望，期待有更大的应用范围。
关键词 ： 连续玄武岩纤维 ；复合材料 ；绿色环保材料 ；玻璃纤维
中图分类号 ： TQ343.9 文章编号 ： 1009-797X(2020)06-0048-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2020.06.010

玄武岩是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的 表 1 玄武岩化学组成 %
Al 2 O 3 FeO Fe 2 O 3 CaO MgO Na 2 O K 2 O 其他
一种致密状或泡沫状结构的岩石。我国玄武岩资源丰 SiO 2
45.5 15.2 9.45 9.35 7.8 9.4 1.75 0.7 0.85
富，分布较广，具有稳定的原料来源。用玄武岩制作
纤维始于 20 世纪 50 年代，我国对玄武岩纤维的研究
始于 20 世纪 70 年代。近些年，玄武岩纤维在我国发
展较快，属于拥有世界上最先进的玄武岩纤维生产技
术的几个国家之一。2002 年将 “ 连续玄武岩纤维及其
复合材料 ” 列入国家 863 计划，为我国玄武岩纤维开
发和应用奠定坚实的基础 [1] 。同时，为连续玄武岩纤 图 1 玄武岩示意图
维复合材料的研发和应用拓宽新途径。本文就连续玄 1.2 连续玄武岩纤维介绍
武岩纤维在不同复合材料中的应用情况作个分享。 连续玄武岩纤维（continuous basalt fiber CBF）
是一种无机纤维。它以玄武岩为原料，无须任何添加
1 玄武岩与连续玄武岩纤维介绍 剂在窑池里经（1 450~1 500 ℃）高温熔融后快速拉
1.1 玄武岩基本情况 制（其外表呈光滑的圆柱状，截面呈完整的圆形）而
玄武岩 (basalt) 是火山喷发地表后的产物，是地 成连续纤维 [3~4] 。连续玄武岩纤维最初由前苏联在
球洋壳和月球月海的最主要组成物质，也是地球陆 1954 年开发成功的，到了 1985 年第一台工业化连续
壳和月球月陆的重要组成物质。玄武岩体积密度为 玄武岩纤维炉在乌克兰纤维实验室建成投产，采用
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2.8~3.3 g/cm ，结构致密的其压缩强度很大，可达 200 孔漏板拉丝工艺。经过这些年的努力，目前连续
到 300 MPa，甚至更高，但是如果带有晶体杂质及气 玄武岩纤维生产采用池窑拉丝，其工艺流程 ：原料清
孔时则强度会有所降低。玄武岩的主要成份是二氧化 洗、破碎、高温熔融、澄清均化、拉丝和后处理等。
硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少 其中原料均匀熔融和拉丝工艺是整个加工中关键技术。
量的氧化钾、氧化钠），其中二氧化硅含量最多，约占 熔融均匀的玄武岩溶体通过拉丝漏板制成连续玄武岩
45% 左右，如表 1 所示 [2] 。玄武岩矿物成份主要由基 纤维。玄武岩溶体容易结晶，结晶温度高，拉丝窗口
性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑 窄的不利因素，对漏板的要求也严格。目前拉丝漏板
云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以
作者简介 ：陶永亮（1956-），男，教授级高级工程师，从
及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。
事塑料模具成型加工等应用研究。
如图 1 所示。 收稿日期 ：2020-11-30

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