玻璃纤维在我国国民经济中的应用

    从20世纪30年代末至今，在经历了60多年的发展历程后，玻纤工业已脱离传统的玻纤工业而成为一门独立的工业体系。作为现代材料家族的重要一员，玻璃纤维正渗透到国民经济的各个部门，如交通、能源、电子、建筑、化工、造船、基础设施、航空航天、国防工业等领域，已成为不可或缺的材料。
    玻璃纤维主要有以下五大类产品：电绝缘及建筑等工业用纺织纱及织物、玻纤增强热塑性塑料、玻纤增强热固性塑料、玻纤增强沥青防水材料、特种性能纤维。
    玻璃纤维在我国国民经济中主要有如下几类用途：
    1.电子电气
    （1）电子电气一直是玻纤主要应用领域之一，电子级玻纤细纱及电子级玻纤布。
    近年来电子工业特别是个人电脑、移动通信、国防科技等方面的迅速发展导致了对覆铜板以及电子级玻纤布的巨大需求。尤其是电子工业的重心移到亚洲地区，促使这一地区的电子级玻纤细纱及玻纤布纺织的高速发展。现在我国已成为玻纤布基覆铜和印制电路板生产、需求中心，而且年平均递增速度达11-13%。2004年，我国电子玻纤布基覆铜板年产量约为7000万平方米，相应的各类电子玻纤布的需求约达4.14亿米，这就意味着每年需要15万吨的玻璃纤维细纱。
    但我国玻纤业只有极少数企业能生产极少量的低质玻璃纤维细纱，而台资及港资及其它外资企业凭资金、技术、管理优势已在大陆投资设厂多家，已建和在建项目的总生产力超过8万吨。
    总体而言，在玻璃纤维细纱方面虽然我国的发展空间很大，但国内玻纤企业的发展难度也很大。
    （2）电器和绝缘材料方面应用
    电子级玻璃纤维制成的FRP在电子电器方面的应用很广，用量很大，如用作电器、电缆、光缆的加强材料、箱式扬声器、电绝缘材料，并且仍在不断开发出新的产品和新的用途。
    近来美国已成功地将FRP在电子电器方面的应用很广，用量很大，如用作电器、电缆、光缆的加强材料、箱式扬声器、电绝缘材料，并且仍在不断开发出新的产品和新的用途。
    近来美国已成功地将FRP用于热核实验反应堆的电绝缘材料；用于这一方面的电绝缘材料除了要求具有一定的机械强度外，还要求具有优良的抗深冷性能以及抗中子和γ-射线辐射的能力，因为硼元素的中子俘获截面较大，所以一般的电子级玻璃纤维不能用于这一方面，无硼电子级玻璃纤维布作FRP的增强材料再使用真空压力浸渍工艺就能制造出用于热核实验反应堆的电绝缘材料。
    玻纤增强塑料在电器产品方面的壳、桶体、盘面、支架等零件上的应用潜力很大。
就欧洲而言，拉挤FRP在电气领域占22%，约为54万吨/年。增强塑料在电动工具领域年销售在1.2-1.3万吨，而且附加值很高。欧洲每年要销售400万只玻纤增强聚丙烯洗衣筒。
    我国玻纤增强塑料在电器、家电方面应用也在开发，但用量还相当少。
    2.玻纤在汽车中的应用
    玻璃纤维及其复合辛孝辩具有轻质、离强度、耐腐蚀等优点，在汽车工业中应用玻璃纤维及其复合材料，可以减轻汽车重量，提高汽车性能，降低汽车零部件的制造成本，加快汽车的装配速度，节省燃料。所以汽车厂商历来都十分重视在汽车中使用玻璃纤维及其复合材料。
    玻璃纤维及其复合材料在汽车中可用来制作：前端板、空调管、排气门、发动机罩、保险杠、行李箱盖、车身板、车顶内板、底盘、座位构件、仪表盘、消音器、尾气过滤、燃料气瓶、内饰材料、摩擦材料等等，近无硼无氟无碱玻纤还用在汽车消音器上，车辆中的门、窗、座椅乃至车体板、车头均可以用玻璃钢制成。一些汽车公司已开始使用100％玻纤复合材料车身，如英国TVR CHIMAERA跑车、印废SAN STORM跑车等。
    目前全玻纤总量25%被汽车工业所消耗。欧洲平均每辆小客车使用塑料117kg，占车总重量的10.5%，其中玻纤增强热塑性塑料占42%，用量约为19.5-20万吨/年。
    我国2003年汽车产量已突破300万辆，汽车用塑料只有欧洲的一半，约23万吨（占汽车总重的5%左右），玻纤增强热塑性塑料使用更少，除某些车型上（如斯太尔重型卡车）使用较多玻纤复合材料外，许多车型尚未使用或很少使用，因此在这方面玻纤产品有着很大的发展空间。随着我国汽车工业的发展，只要我们积极开发，玻纤及其复合材料将在汽车等交通领域获得越来越多的应用。
    对玻纤要求的新动向有如下几点：
    要求使用长玻纤增强热塑性塑料制品
    这类产品在经火烧后剩余纤维可维持产品的形状。我们原来使用短切纤维，经双螺杆造料机后纤维被切短，再经注射机，在终增强制品中纤维长度近一步缩短到0.15-0.33m/m。比传统工艺长5-20倍。
    尽可能提高增强热塑性塑料中的玻纤含量使用玻纤和聚丙烯等热塑性树脂纤维，形成混杂无捻粗纱及其方格布，其玻纤含量可达60%，模压出来的制品比增强料粒制品和玻纤毡增强片材制品要好，机械强度将成倍提高。已用于制造汽车椅背、保险杠等产品。
    玻纤制动器摩擦衬片已开始工业化应用
    1997年，用玻纤短切原丝和酚醛树脂制造器摩擦衬片方面已取得突破性进展，其平均使用寿命比石棉闸衬长40%，终将取代石棉摩擦材料。预计用于这方面的玻纤年增长率将达到15-20倍。它要求玻纤粗纱耐热性和爆裂强度高，与粘接剂、摩擦剂一起起模压固化后，300℃时摩擦系数能达到为0.3-0.4.200℃时爆裂强度达到15000-20000rpm。
    用玻纤缠绕成型工艺制造汽车用天然气瓶。
    从1995年开始，Lincoln复合材料公司用纤维缠绕成型工艺制造成功汽车天然气瓶并开始在上销售，销量每年递增25%。
    各种新玻纤产品层出不穷
    如用玻纤超薄短切毡、针刺复合毡等制作汽车内、外装饰部件及空气、尾气过滤；用玻纤布、玻璃棉及其被复材料，作汽车车顶内、机罩内等部件的绝热、隔音和减震件；用玻纤材料制作消音产品、点火栓的导火线和传动带的帘子线等的玻纤特殊制品。
    3. 建筑领域应用
    建筑市场用玻纤数量很大。他约占玻纤市场的1/3以上，我国今年也比较活跃，但总的用量还较少，还需努力开发。
防水材料
    主要用于改性沥青防水卷材和氧化沥青防水卷材，在国外已有数十年的应用历史，我国只是近几年才有了较大的发展。
    玻纤应用于防水材料具有很多优异的性能；耐老化、耐霉变、良好的防渗性、良好的尺寸稳定性、良好的加工性能、良好的适应性能和施工性能等等。
    美国史使用彩色沥青青瓦为广泛的之一，其一年的销售量达13亿平方米，在所有的屋面材料中占据了约54%的市场份额。欧文是科宁是其中为重要的彩色沥青瓦生产企业之一。
    今年玻纤增强防水材料还在发展，例如OCF和IKO公司正在合作扩大产量。
    虽然目前我国改性沥青油毡的年生产能力为1.5亿平方米，但实际年产量只有3000万平方米左右。按照规划，到2010年我国新型防水材料将占防水卷材总量的30%，玻纤胎等新型防水卷材将达1.54亿平方米。要达到这个目标玻纤生产企业及相关企业还有许多工作要做。
    玻璃钢窗框
    玻璃钢窗框，由于它具有强度高、耐老化、阻燃性好、使用寿命长、隔音隔热性能远超过铝合金窗框和塑钢窗框等特点，被称为继木、钢、铝合金、塑钢窗框之后的第五代窗框材料，已在我国得到应用。而且由于它的抗风性强，特别适用于高层建筑。预计这将成为玻璃纤维的一个潜在市场。
    增强路面等土工织物
    到2004年止，我国已建成高速公路约20000KM。预计到2030年，我国高速公路将达到48000公里的规模。另外，我国每年高等级公路维修量约有5000KM。高等级公路的建设和维修都需要玻纤网格布等土工织物。虽然近年我国用于这方面玻纤土工布从无到有，迅速增长，年产量在250万平方米左右。生产能力已近1000万平方米。当前主要的问题仍然要提高、稳定质量、开发应用技术、扩大应用市场。
    增强水泥和增强水泥制品
玻璃纤维增强水泥与钢丝增强水泥强度相当，重量轻2/7。模量比钢低，但比混凝土高2倍。尺寸稳定，化学稳定。有良好的抗裂性与耐冲击荷载。低透水性、优良的防火特征，无磁性，所以美国、日本都在积极开发，并在一些建筑工程中试用。日本FRP筋增强混凝土约有200万平方米。
    玻纤增强水泥制品，是用耐碱玻纤经涂层处理，以连续纤维定长纤维和短切纤维、加工成纱、布、网、缝编织物和毡等形态，采用接触、喷射、缠绕、离心、下沉、湿法等成型方法制作成耐热性、防水型和结构型的墙、顶、护隔板；槽柜；水气管道等制品。
    玻纤还被用来制成FRP筋来增强混凝土强度。生产方法有挤拉、缠绕和手糊。在增强水泥制品使用和开发过程中突出的技术问题是玻纤与砼的粘结、筋材的锚固和表面保护等等。应用领域有；防盐防冻的砼结构、桥、路、停车场等；近海地区的砼结构；其它防腐应用，如废水处理及其它罐、管；地下工程、隧道等(日本八十年代就用了35.6立方米)等。
    4 . 绝热材料
    近几年来玻璃纤维织物用于绝热领域的发展较快，它比原有的棉状隔热材料强度大，尺寸紧凑，利于施工，更可用于较高温度地方的绝热处理。普通E玻璃纤维布经处理后耐热可达700℃，玻璃纤维织物还常用于500℃以上的汽车尾气催化转化装置的绝热材料。