Page 67 - 《橡塑技术与装备》2021年6期（3月下半月 塑料）

材料与应用 陶永亮 等·连续玄武岩纤维在复合材料中应用

[5]
用铂铑合金制作，其中金属銠含量 10% 。 整个漏板 连续玄武岩纤维的特殊化学成分赋予了其一系列
结构由漏嘴、底板、给电结构以及温度控制系统等组 的特定性能。尽管各地的玄武岩化学成分有所不同，
成。对同样尺寸的漏板，孔越多，纤维束越多。国内 相应生产的连续玄武岩纤维有所不同。经研究结果表
原有 400、600、800 孔的漏板，大孔数的漏板开发是 明，连续玄武岩纤维具有良好的力学性能，连续玄武
提高生产效率、降低生产成本的重要趋势。经过近年 岩纤维的弹性模量高于 E- 玻璃纤维等。抗拉强度也
的开发，现在已经有 2 400 孔漏板拉丝制作的连续玄 高于其他一些常见高性能纤维的拉伸强度。如表 2 所
武岩纤维，如图 2 所示。实践证明漏板孔越多，班产 示 [6~8] 。
量越大，成本也相应的低。 1.3 连续玄武岩纤维的其他性能
除表 2 中连续玄武岩纤维物理性能外，还有其他
的性能，在此做些简介 ：
（1）电学性能。连续玄武岩纤维比体积电阻率比
玻璃纤维高一个数量级。玄武岩中含有导电氧化物质
分数不到 20%，经过浸润处理后连续玄武岩纤维的介
质损失角正切值比玻璃纤维低 50%，还比玻璃纤维的
电绝缘性和对电磁波的高透过性。连续玄武岩纤维可
制作新型热介电材料、高压店绝缘材料，天线整流罩
等。
（2）化学稳定性。连续玄武岩纤维表现为抵抗水、
图 2 2400 孔漏板制作连续玄武岩纤维
表 2 连续玄武岩纤维与其他纤维的物理性能表
性能 连续玄武岩纤维 E- 玻纤 S- 玻纤 碳纤维 芳纶纤维
.
-3
密度 /(g cm ） 1.9~2.3 2.5~2.6 2.54~2.57 1.76~1.9 1.49
使用温度 /℃ -260~880 -60~350 300 最高 2 000 最高 250
. -1
热传导系数 /[(W(m K) )] 0.031~0.038 0.034 ～ 0.040 0.035~0.040 5~185 0.04~0.13
.
13
比体积电阻 /(Ω m) 1×10 12 1×10 11 1×10 11 2×10 -5 3×10
吸声系数 /% 0.92~0.99 0.8~0.9 0.8~0.9 - -
弹性模量 /GPa 79.3~93.1 72.5~75.5 83~86 230~600 70~140
抗拉强度 /MPa 3 000~4 840 3 100~3 800 4 020~4 650 3 500~6 000 2 900~3 400
断后延伸率 /% 3.1 4.7 5.3 1.5~2 2.8~3.6
酸、碱等介质侵蚀能力，通常用受介质侵蚀前后的质 Thermoplastics（LFT），是和普通的纤维增强热塑
量损失和强度损失来考量。其在酸、碱性溶液中具有 性材料相比较而言的，通常情况下，纤维增强热塑性
很好的化学稳定性，耐酸耐碱性比铝硼硅酸盐纤维好。 材料中的纤维长度为小于 1 mm，而 LFT 中，纤维的
还有极低的稀释率 0.2%~0.3%，吸湿不随时间而变化， 长度一般大于 2 mm，目前的加工工艺，已经能够将
保证了使用中热稳定性。耐水性优于玻璃纤维。 LFT 中的纤维长度保持在 5 mm 以 上。LFT 的加工
（3）绿色环保性。玄武岩融化中没有有害气体排 工艺随着加工工艺的不同，LFT 的纤维长度也不同。
除，连续玄武岩纤维生产过程对环境无害，克服一些 冲击性能尤其依赖于纤维长度，因此就机械性能而
材料在生产、使用和处置中需要消耗大量的能源，造 言，压缩成型工艺显著优于注射成型。通常 5 mm 以
成环境污染等缺陷，连续玄武岩纤维能自动降解，成 上长的纤维被认为是长纤维 [9] 。玄武岩纤维长纤增强
为土壤的母体，可持续循环利用，是 21 世纪的新型环 （LFT-B）是 LFT 中的一种，可以与各种树脂基体结
保纤维。 合以提高其性能，如图 3 所示。
当然，还有一些性能在复合材料中应用作介绍。 玄武岩纤维长纤增强（LFT-B）是玄武岩长纤
维高强度、高韧性、耐高温 LFT 产品。LFT-B 可以
2 连续玄武岩纤维在复合材料的应用 用以较多聚合物的复合应用。包括 PP，PA6，PA66，
2.1 玄武岩纤维长纤增强 LFT TPU，PBT，PET，PEEK 等各种工程塑料的 LFT-B
长纤维增强热塑性材料 Long Fiber reinforced 玄武岩长纤增强热塑性材料，可根据不同客户定制

年
2021 第 47 卷 ·49·