玻纤应用技术升级与改善提高“生态位”
2002-01-08 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
“生态位”，即生态环境质量水平。生态环境是人类生存和发展所必须的生产因素（基本条件）。从总体上看，人类活动对整个环境影响是综合性的，而环境系统也是从各个方面反作用于人类，其效应也是综合性的，可以根据其与人类生产的密切关系和人类对自然环境改造、加工程度，由近及远、由小到大。生态环境可分为聚落环境、地理环境、地质环境和星际环境。
玻璃纤维是一种人造无机纤维材料，它的主要原料资源及贮量很大，具有相当好的耐热性和物理化学稳定性，还具有优越的比强度，所以说它不失为一种优良的功能材料和生态环境材料。充分发挥玻璃纤维的优良特性，注重开发、扩大玻璃纤维在相关领域的应用，就会促进可持续发展，而且为改善提高“生态位”作出贡献。下面就这方面的应用开发作些介绍：
一、在一些领域替代功能较差和有危害的其它材料。
（１）充分发挥玻璃纤维比强度高的特点，作为塑料的增强基材构成复合材料。这一复合材料用于要求减轻自重的航天、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、木材等材料，以减轻它们所需驱动力，求得高速度，并延长寿命，也用于需电绝缘性、防腐性的塑料结构增强，如层压板、覆铜板及化工管道和容器等。以玻纤增强塑料做叶片，用以风力发电也呈良好的前景。
（２）代替石棉等有危害材料。石棉是一种天然无机纤维材料，具有较好的热稳定性、热导率低、隔热效果好、电阻率高、绝缘性强。但是石棉粉尘被人吸收，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纤维材料，在耐热性、隔热性、绝缘性、抗张性等方面有类同的优良性能，而玻璃纤维却是人造的玻璃态微米级纤维，经过多年的研讨，最近世界上１１个国家的１９名专家组成的科学工作组将玻璃纤维确定为三类，第三类即对人类不会产会致癌，这样玻璃纤维在磨擦、隔热、增强、密封等领域就成为石棉的最佳代用材料之一。
二、为制造安全、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、吸音、耐辐射、耐候、抗菌等特性，经过加工还有增强效果和织物感，经过涂覆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，它和其它一些新型建筑材料匹配，完全可以为人类更安全、舒适的居住环境作出贡献。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。
（１）防水材料：玻纤作为防水基材防水等级高、使用寿命长、节约沥青、施工方便等特点。在美国占总防水基材的６１％，所用玻纤占玻纤总量的３０％。而我国玻纤毡、布防水基材用量只在１亿平方米／年，有很大开发潜力。
（２）辅助增强材料：主要指块状墙体材料的接缝；薄片大理石、花岗石等石材的加工、施工中的增强及墙面粉砂浆的底材等。材料形态主要是小网格组织并被覆。
（３）隔热材料：我国每年建筑使用能耗约为２．５亿吨标准煤，每平方米建筑面积平均使用能耗为美国的４～８倍。这使得我国从可持续发展角度，不得不重视建筑节能。玻璃纤维棉毡、棉板作为保温绝热材料加入建筑围护结构中，就可大显身手。试用表明，我国北方城市建筑墙体加入５０毫米厚的此类保温材料，节能效率就近６０％。
（４）吸音材料：吸音是玻璃纤维棉毡的又一特性，它是声学工程中使用的主要吸音材料，适用于室内音质、吸声降噪、隔声罩、声屏障、消声器、消声室、轻薄板墙的隔声、固体声隔声以及隔振等。在建筑中做吸音吊顶和吸音墙面，有时还和绝热、装饰结合，并越来越多地被使用。
（５）装饰材料：玻璃纤维织物经处理作为室内装饰材料具有防火、可洗、不腐、有织物感、美观，又与各种墙面和涂料有较好的相容性，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。
（６）土建工程增强材料：这方面近来显示了较强需求，因此带来了开发的活跃。主要两个方面：一是软路基高等级公路的沥青混凝土路面的增强防裂；二是建筑物和桥梁钢筋混凝土结构的缝裂补强基材。
（７）被覆和复合材料：玻纤通过被覆和复合形成的建筑材料已经开发应用的有：
１．轻型屋面材料包括玻纤织物、涂覆聚氯乙烯、聚四氟乙烯等塑料的篷布，用于公共汽车站、大型体育和展览馆、游乐场所等建筑物的顶棚；增强热固性或热塑性塑料的制成的波形瓦用作仓库、车棚、暖房的顶材。
２．玻纤增强彩色塑料片用做室内地面和墙面装饰材料。
３．既密封又保温性好的玻璃钢拉挤窗框，作为一种新型窗框材料，在与铝合金、塑钢窗框竞争中得以快速推广。
三、用于环境污染治理。
玻璃纤维在大气环境、地理环境保护方面也有广阔的应用开发前景。
（１）玻璃纤维制品作为过滤材料，特别在高温气体过滤方面占有重要一席。以纸、机织物、毡（蓬松毡、棉毡、针刺毡等）及复膜形态，用于不同含污染物性质和要求净化程度的气体过滤，已较大批量用于炭黑、水泥、冶金工业以及焚烧烟气的除尘净化，也用于人防工程、防毒工具、车辆空调的空气过滤和超净化室的空气处理，还可以使过滤兼有杀菌、除异味效果。新近还有人开发了可用来吸收环境污染物的玻纤织物。基于玻纤制品的化学稳定和过滤效率也被用于润滑油、重水、饮料等液体的过滤净化。高硅氧耐热玻纤织物还被用于熔融铝的氧化层的过滤。
（２）在地理环境保护方面应用开发有：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；玻纤棉毡作为无土栽培的载体。
四、直接服务于人体健康，用于医疗。
（１）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、传像束对人体器官内窥检查和辅助治疗；用于激光治疗，包括刺激穴位、止血、切开组织、灼烧病变组织等；运用光纤对血液进行光照射，以稀释血液；用于光固化补牙等。
（２）玻璃纤维纸。基于其化学稳定性和抗菌性，可用作试剂载体，与专用试剂一起做成试条，用于检查，如用于血液组分检查等；过滤血液，如用于从血液中滤除白细胞和固体组成，也用于分离血浆和血清；在一些对人体血、液、尿的检验专用仪器中使用。
（３）医用绷带。玻纤编织成具有延伸性带，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。
（４）玻纤复合材料人造骨。此种材料处在积极开发当中，一些无毒、不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的结合强度比不锈钢还高，预期会获得应用。
五、不断改性、复合，开发更多新型功能材料。
正在开发具有改性、复合功能的玻璃纤维材料有：
（１）从玻璃成分上设计，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，更高的耐温性，更好的耐腐蚀性以及其它一些专有特性。
（２）在玻纤及其制品表面涂覆金属、碳、吡咯等使其具有导电性，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。
（３）利用玻纤在其增强材料中导光、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、安全乃至智能化使用。
从以上介绍看出，玻璃纤维在围绕保护、改善生态环境的应用领域是很宽的。要开发、推广玻璃纤维的应用，就要从玻璃纤维材料的特点出发，去研究应用环境和要求，解决一系列应用技术。同时把玻纤制品生产组织好，使它在质量上、使用效果上与其它材料相比，技术经济上有竞争力。
随着整个国民经济的发展和我们对玻纤池窑拉丝新技术的掌握，我国玻璃纤维工业正处于一个高速度发展的关键时期，我们要高度重视围绕保护改善生态环境的应用开发，以不断扩大国内外的市场需求，将此作为近些年玻纤行业产品结构调整的方向，与高速推广池窑拉丝生产新技术相适应，求得全行业积极健康的发展
玻璃纤维是一种人造无机纤维材料，它的主要原料资源及贮量很大，具有相当好的耐热性和物理化学稳定性，还具有优越的比强度，所以说它不失为一种优良的功能材料和生态环境材料。充分发挥玻璃纤维的优良特性，注重开发、扩大玻璃纤维在相关领域的应用，就会促进可持续发展，而且为改善提高“生态位”作出贡献。下面就这方面的应用开发作些介绍：
一、在一些领域替代功能较差和有危害的其它材料。
（１）充分发挥玻璃纤维比强度高的特点，作为塑料的增强基材构成复合材料。这一复合材料用于要求减轻自重的航天、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、木材等材料，以减轻它们所需驱动力，求得高速度，并延长寿命，也用于需电绝缘性、防腐性的塑料结构增强，如层压板、覆铜板及化工管道和容器等。以玻纤增强塑料做叶片，用以风力发电也呈良好的前景。
（２）代替石棉等有危害材料。石棉是一种天然无机纤维材料，具有较好的热稳定性、热导率低、隔热效果好、电阻率高、绝缘性强。但是石棉粉尘被人吸收，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纤维材料，在耐热性、隔热性、绝缘性、抗张性等方面有类同的优良性能，而玻璃纤维却是人造的玻璃态微米级纤维，经过多年的研讨，最近世界上１１个国家的１９名专家组成的科学工作组将玻璃纤维确定为三类，第三类即对人类不会产会致癌，这样玻璃纤维在磨擦、隔热、增强、密封等领域就成为石棉的最佳代用材料之一。
二、为制造安全、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、吸音、耐辐射、耐候、抗菌等特性，经过加工还有增强效果和织物感，经过涂覆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，它和其它一些新型建筑材料匹配，完全可以为人类更安全、舒适的居住环境作出贡献。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。
（１）防水材料：玻纤作为防水基材防水等级高、使用寿命长、节约沥青、施工方便等特点。在美国占总防水基材的６１％，所用玻纤占玻纤总量的３０％。而我国玻纤毡、布防水基材用量只在１亿平方米／年，有很大开发潜力。
（２）辅助增强材料：主要指块状墙体材料的接缝；薄片大理石、花岗石等石材的加工、施工中的增强及墙面粉砂浆的底材等。材料形态主要是小网格组织并被覆。
（３）隔热材料：我国每年建筑使用能耗约为２．５亿吨标准煤，每平方米建筑面积平均使用能耗为美国的４～８倍。这使得我国从可持续发展角度，不得不重视建筑节能。玻璃纤维棉毡、棉板作为保温绝热材料加入建筑围护结构中，就可大显身手。试用表明，我国北方城市建筑墙体加入５０毫米厚的此类保温材料，节能效率就近６０％。
（４）吸音材料：吸音是玻璃纤维棉毡的又一特性，它是声学工程中使用的主要吸音材料，适用于室内音质、吸声降噪、隔声罩、声屏障、消声器、消声室、轻薄板墙的隔声、固体声隔声以及隔振等。在建筑中做吸音吊顶和吸音墙面，有时还和绝热、装饰结合，并越来越多地被使用。
（５）装饰材料：玻璃纤维织物经处理作为室内装饰材料具有防火、可洗、不腐、有织物感、美观，又与各种墙面和涂料有较好的相容性，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。
（６）土建工程增强材料：这方面近来显示了较强需求，因此带来了开发的活跃。主要两个方面：一是软路基高等级公路的沥青混凝土路面的增强防裂；二是建筑物和桥梁钢筋混凝土结构的缝裂补强基材。
（７）被覆和复合材料：玻纤通过被覆和复合形成的建筑材料已经开发应用的有：
１．轻型屋面材料包括玻纤织物、涂覆聚氯乙烯、聚四氟乙烯等塑料的篷布，用于公共汽车站、大型体育和展览馆、游乐场所等建筑物的顶棚；增强热固性或热塑性塑料的制成的波形瓦用作仓库、车棚、暖房的顶材。
２．玻纤增强彩色塑料片用做室内地面和墙面装饰材料。
３．既密封又保温性好的玻璃钢拉挤窗框，作为一种新型窗框材料，在与铝合金、塑钢窗框竞争中得以快速推广。
三、用于环境污染治理。
玻璃纤维在大气环境、地理环境保护方面也有广阔的应用开发前景。
（１）玻璃纤维制品作为过滤材料，特别在高温气体过滤方面占有重要一席。以纸、机织物、毡（蓬松毡、棉毡、针刺毡等）及复膜形态，用于不同含污染物性质和要求净化程度的气体过滤，已较大批量用于炭黑、水泥、冶金工业以及焚烧烟气的除尘净化，也用于人防工程、防毒工具、车辆空调的空气过滤和超净化室的空气处理，还可以使过滤兼有杀菌、除异味效果。新近还有人开发了可用来吸收环境污染物的玻纤织物。基于玻纤制品的化学稳定和过滤效率也被用于润滑油、重水、饮料等液体的过滤净化。高硅氧耐热玻纤织物还被用于熔融铝的氧化层的过滤。
（２）在地理环境保护方面应用开发有：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；玻纤棉毡作为无土栽培的载体。
四、直接服务于人体健康，用于医疗。
（１）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、传像束对人体器官内窥检查和辅助治疗；用于激光治疗，包括刺激穴位、止血、切开组织、灼烧病变组织等；运用光纤对血液进行光照射，以稀释血液；用于光固化补牙等。
（２）玻璃纤维纸。基于其化学稳定性和抗菌性，可用作试剂载体，与专用试剂一起做成试条，用于检查，如用于血液组分检查等；过滤血液，如用于从血液中滤除白细胞和固体组成，也用于分离血浆和血清；在一些对人体血、液、尿的检验专用仪器中使用。
（３）医用绷带。玻纤编织成具有延伸性带，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。
（４）玻纤复合材料人造骨。此种材料处在积极开发当中，一些无毒、不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的结合强度比不锈钢还高，预期会获得应用。
五、不断改性、复合，开发更多新型功能材料。
正在开发具有改性、复合功能的玻璃纤维材料有：
（１）从玻璃成分上设计，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，更高的耐温性，更好的耐腐蚀性以及其它一些专有特性。
（２）在玻纤及其制品表面涂覆金属、碳、吡咯等使其具有导电性，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。
（３）利用玻纤在其增强材料中导光、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、安全乃至智能化使用。
从以上介绍看出，玻璃纤维在围绕保护、改善生态环境的应用领域是很宽的。要开发、推广玻璃纤维的应用，就要从玻璃纤维材料的特点出发，去研究应用环境和要求，解决一系列应用技术。同时把玻纤制品生产组织好，使它在质量上、使用效果上与其它材料相比，技术经济上有竞争力。
随着整个国民经济的发展和我们对玻纤池窑拉丝新技术的掌握，我国玻璃纤维工业正处于一个高速度发展的关键时期，我们要高度重视围绕保护改善生态环境的应用开发，以不断扩大国内外的市场需求，将此作为近些年玻纤行业产品结构调整的方向，与高速推广池窑拉丝生产新技术相适应，求得全行业积极健康的发展
