1簡介

BF 即為玄武岩纖維( Basalt Fibre )的縮寫
玄武岩纖維

  玄武岩纖維

玄武岩纖維,是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維。類似於玻璃纖維,其性能介於高強度S玻璃纖維和無鹼E玻璃纖維之間,純天然玄武岩纖維的顏色一般為褐色,有些似金色。
玄武岩纖維是一種新出現的新型無機環保綠色高性能纖維材料,它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成的玄武岩石料在高溫熔融后,通過漏板快速拉制而成的。玄武岩連續纖維不僅穩定性好,而且還具有電絕緣性、抗腐蝕、抗燃燒、耐高溫等多種優異性能。此外,玄武岩纖維的生產工藝產生的廢棄物少,對環境污染小,產品廢棄后可直接轉入生態環境中,無任何危害,因而是一種名副其實的綠色、環保材料。中國已把玄武岩纖維列為中國重點發展的四大纖維之一,在中國基本上實現了工業化生產。玄武岩連續纖維已在纖維增強複合材料、摩擦材料、造船材料、隔熱材料、汽車行業、高溫過濾織物以及防護領域等多個方面得到了廣泛的應用。
玄武岩纖維表面較光滑,表面能較低,經過表面改性后,其表面增迦納米SiO2粒子,有效地提高纖維表面粗糙度,增加了微生物與載體間的有效接觸面積;改性后表面有陽離子的存在,載體表面電位升高,載體表面帶正電荷,利用靜電吸力促進微生物固定,有利於微生物固定化;改性后表面的活性官能團,增加了載體的表面能,所含有羥基、羰基或羧基等,對微生物在載體表面粘附生長有積極的作用。通過玄武岩纖維載體表面改性,使其具有良好的親水性和微生物負載性能,使之能夠負載更多的生物量,且長時間保持較高的微生物活性,從而實現更有效通過生物膜法降解水體中污染物。

2玄武岩纖維製品

1,玄武岩纖維無捻粗紗,是用多股平行原絲或單股平行原絲在不加捻的狀態下併合而成的玄武岩纖維製品,
2,玄武岩纖維紡織紗是由多根玄武岩纖維原絲經過加捻和並股而成的紗線,單絲直徑一般≤9µm。紡織紗大體上可分為織造用紗和其他工業用紗;織造紗是以管紗、奶瓶形筒子紗為主。
3,玄武岩纖維短切紗是用連續玄武岩纖維原絲短切而成的產品。纖維上塗有(硅烷)浸潤劑。所以玄武岩纖維短切紗是增強熱塑性樹脂的首選材料,同時還是增強混凝土的最佳材料。玄武岩是一種高性能的火山岩組份, 這種特殊的硅酸鹽,使玄武岩纖維具有優良的耐化學性,特別具有耐鹼性的優點。因此,玄武岩纖維是替代聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)用於增強水泥混凝土的優良材料;也是替代聚酯纖維、木質素纖維等用於瀝青混凝土極具競爭力的產品,可以提高瀝青混凝土的高溫穩定性、低溫抗裂性和抗疲勞性等。
4,將玄武岩纖維紗經過高性能的膨體紗機,製成玄武岩纖維膨體紗。成型原理是:高速空氣流進入成形膨化通道中形成紊流,利用這種紊流作用將玄武岩纖維分散開,使其形成毛圈狀纖維,從而賦予玄武岩纖維膨鬆性,製造成膨體紗。
5,玄武岩纖維布
6,玄武岩纖維氈
7,玄武岩纖維複合材料
玄武岩纖維與碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)等高技術纖維相比,除了具有高技術纖維高強度、高模量的特點外,玄武岩纖維還具有耐高溫性佳、抗氧化、抗輻射、絕熱隔音、過濾性好、抗壓縮強度和剪切強度高、適應於各種環境下使用等優異性能,且性價比好,是一種純天然的無機非金屬材料,也是一種可以滿足國民經濟基礎產業發展需求的新的基礎材料和高技術纖維。
玄武岩纖維及其複合材料可以較好地滿足國防建設、交通運輸、建築、石油化工、環保、電子、航空、航天等領域結構材料的需求,對國防建設、重大工程和產業結構升級具有重要的推動作用。它既是21世紀符合生態環境要求的綠色材料,又是一個在世界高技術纖維行業中可持續發展的有競爭力的新材料產業。尤其是中國已經擁有自主知識產權的玄武岩纖維製造技術及工藝,並且以「後來居上」的后發展優勢達到了國際領先水平,因此,大力發展玄武岩纖維及其複合材料產業無疑具有重要的意義。

3玄武岩纖維應用

纖維表面改性技術主要有表面氧化改性技術、化學鍍/電鍍表面改性技術、等離子體改性技術和塗層改性技術等,其中塗層改性技術應用最為廣泛,主要目的為提高其力學能和對環境抗老化性能,以及與其他材料複合性能。應淑妮[7]在玄武岩纖維(BF)增強聚丙烯(PP)複合材料體系中,引入了聚苯乙烯(PS)與聚丙烯酸羥乙酯(PHEA)的嵌段共聚物大分子偶聯劑(PS-b-PHEA),以改善複合材料的界面性能。G.J. Wang[8]利用低溫等離子體技術改性玄武岩纖維,提高表面化學穩定性和粗糙度,引入表面活性基團,有利於提高其粘附性能。Denni Kurniawan[9]採用輝光等離子體聚合玄武岩纖維/聚乳酸複合材料,材料力學性能強度和模量分別提高45%和18%。
將玄武岩纖維作為水質凈化用載體材料為新的研究方向,基於微生物載體固定化理論的指導下,發揮環保新型材料玄武岩纖維的優勢和環境友好特性,應用纖維材料表面改性的方法,提高載體表面能、生物親和性,創製新型環境友好型生物載體,通過應用研究,評價玄武岩纖維載體的性能,是拓展玄武岩纖維材料應用領域的新方向。玄武岩纖維作為水質凈化用載體材料還是空白領域,玄武岩纖維已經具備了作為微生物載體的一般性能,但是為了更好提高其表面微生物附著性能,需要對其表面進行改性處理,是將玄武岩纖維類載體得以廣泛應用所要亟待解決的問題。
玄武岩纖維在功能服裝領域的應用:玄武岩纖維布具有高強度、永久阻燃性、短期耐溫在1000℃以上,可長期在760℃溫度環境下使用,是頂替石棉、玻璃纖維布的理想材料。按玄武纖維布的斷裂強度高、耐溫高、具有永久阻燃性。是Nomex(芳綸1313)、Kevlar(芳綸1414)、Zylon(PBO纖維)、碳纖維等高性能纖維和先進纖維的低價替代品。將玄武纖維布經化學印染整理可以染色和印花。經功能性整理,例如有機氟整理可做成防油據水永久阻燃布。玄武纖維布可製造的服裝有:消防員滅火防護服,隔熱服,避火服,爐前工防護服,電焊工作服,軍用裝甲車輛乘員阻燃服。
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