玄武岩纤维聚合物复合材料的研究进展_尚宝月

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2011年第30卷第8期·1766·

化工进

展

玄武岩纤维聚合物复合材料的研究进展

尚宝月1，杨绍斌2

（1辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁阜新 123000；2辽宁工程技术大学材料科学与工程学院，

辽宁阜新 123000）

摘要：玄武岩纤维的综合性能优异，是聚合物复合材料的理想增强体，在高强度、耐高温、耐酸碱腐蚀、耐烧蚀和耐摩擦等特殊领域展示了良好的应用前景。本文对玄武岩纤维聚合物基复合材料研究中的纤维与基体的界面改性、不同聚合物基体的复合材料以及玄武岩纤维与其它纤维的混杂三个方面进行了综述。目前对于玄武岩纤维界面性质的基础研究深度不足，有些复合材料的研究和制备方法还没有应用于玄武岩纤维上，使得玄武岩纤维复合材料的优势还没有得到充分的发挥。因此，应结合玄武岩纤维及其复合材料的特性，开发适用性强的和性价比好的产品，扩大应用范围。

关键词：玄武岩纤维；聚合物；界面改性；复合材料

中图分类号：TQ 343.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2011）08–1766–06 Research progress of basalt fiber reinforced polymer composites

SHANG Baoyue1，YANG Shaobin2

（1College of Resources and Environmental Engineering，Liaoning Technical University，Fuxin 123000，Liaoning，China；

2College of Material Science and Engineering，Liaoning Technical University，Fuxin 123000，Liaoning，China）Abstract：Basalt fiber is an ideal reinforcing material for polymer composite and shows good prospect in high-strength，high temperature，alkali/acid resistance，ablation resistance，abrasion resistance，and other special areas. In this paper，three aspects of basalt fiber reinforced polymer composites are reviewed，including interfacial modification between fiber and polymer，the composite based on different polymer matrix and the basalt fiber hybrid with other fibers. At present，the basic research for the interfacial properties of basalt fiber is not adequate. The research and preparation methods of other composites have not yet been applied to basalt fiber，which made the advantages of basalt fiber composites not fully expressed. It is necessary to develop applicable and cost-effective products and expand its application scope based on the characteristic of basalt fiber and its composites.

Key words：basalt fiber；polymer；interface modification；composite materials

聚合物基纤维增强复合材料是结构材料中发展最早、研究最多的一类复合材料，具有密度小、比强度和比模量高、安全性好、可设计性强、成型工艺简单等特点，广泛应用于国民经济的机械制造、航空航天、船舶制造、化工、建筑、汽车制造和军工等领域。玄武岩纤维（basalt fiber，BF）是继碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维之后的高技术纤维[1]，具有高强度、高模量、耐高低温性能好（－260～650 ℃）、耐酸碱性强、绿色无污染等优点。作为聚合物复合材料的理想增强材料，BF 聚合物复合材料经历了较为广泛的研究。随着BF 及其复合材料制备技术的完善以及成本的降低，BF 将成为纤维及其复合材料领域不可替代的重要产品，在未来国民经济中将发挥越来越大的作用。本

收稿日期：2011-02-08；修改稿日期：2011-03-17。

第一作者：尚宝月（1985—），女，硕士研究生。E-mail baoyue_shang @https://www.wendangku.net/doc/d513311530.html,。联系人：杨绍斌，博士，教授，从事矿物材料的研究开发。E-mail yangshaobin@https://www.wendangku.net/doc/d513311530.html,。

第8期尚宝月等：玄武岩纤维聚合物复合材料的研究进展·1767·

文综述了BF增强聚合物复合材料的研究进展。

1 玄武岩纤维基本特点

连续BF是以纯天然火山岩（玄武岩）为原料，在1450～1500 ℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的一种连续无机纤维。玄武岩原矿主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO 等多种成分组成，制造BF的矿石的化学组成范围见表1 [2]。

表1 制造BF的矿石的化学组成范围

化学组分质量分数/% 化学组分质量分数/%

SiO245～60 MgO 3～7

Al2O312～19 TiO20.9～2.0

Fe2O3/FeO 5～15 Na2O 2.5～6.0 CaO 6～12 其它 2.0～3.5

表2列出了连续BF与其它纤维物理化学性能的比较[3]。BF耐酸碱性好[4-6]，品质好的BF拉伸性能与S-玻璃纤维相当[7]。BF的热稳定性好[8]，稳定使用最高温度达到650 ℃，在500 ℃时仍具有65%的强度保持率[9]，综合性能具有比较明显的优势。但是BF用于聚合物复合材料时，密度较大，韧性差，与聚合物界面的相容性差。BF增强聚合物复合材料的研究主要是扬长避短，获得性能优良的复合材料。

2 玄武岩纤维聚合物复合材料的界面改性

BF聚合物复合材料的界面改性技术多借鉴玻璃纤维的界面处理方式，包括纤维界面性质改性和聚合物界面性质改性。

2.1 纤维的界面改性

2.1.1 偶联剂处理法

偶联剂处理法是应用最广泛的一种处理方法，偶联剂的一端与纤维表面的基团反应，形成共价键等化学键合，另一端与高分子聚合物发生化学反应或物理缠绕，可以增加纤维与树脂的结合力。对硅烷偶联剂的研究较多，如王静[10]采用硅烷偶联剂KH-550、KH-560和KH-570处理BF制备不饱和聚酯复合材料，发现KH-560处理效果相对较好，但偶联剂的不同对复合材料性能影响较小。王广健等[11]采用硅烷偶联剂A-1100对纤维进行处理，发现复合过滤材料的抗张强度和耐破度分别提高了10%和12%。杨小兵[12]的研究表明，有机铬偶联剂甲基丙烯酸氯化铬盐（沃兰）可以提高BF乙烯基树脂复合材料的力学性能，但改善效果比KH-550稍差。

2.1.2 表面涂层法

表面涂层法是将聚合物涂覆在纤维表面，保护纤维免受损伤，提高纤维的集束性和浸润性；涂层中若有反应性官能团还可以在纤维表面与基体树脂之间建立化学结合。国外多采用乳液型浆料进行纤维的上浆处理，即以一种树脂为主体，配以一定量的乳化剂、交联剂和助剂制成的乳液。姜雪[13]和陈国荣等[14]针对BF制备了环氧型浸润剂和聚氨酯型浸润剂，它们中都有反应性官能团的作用，使纤维的断裂强度及其复合材料的力学性能均得到提高。其中环氧型浸润剂的纤维集束性好于聚氨酯型浸润剂，但聚氨酯型浸润剂在纤维表面成膜较软，树脂易浸入其中。在浸润剂中添加经偶联剂改性的纳米SiO2，增加了纤维表面粗糙度与亲油性，使BF与

表2 BF与其它纤维物化性能的比较

性能玄武岩纤维 E-玻纤 S-玻纤芳纶Kevlar 49 碳纤维HS

密度/g·cm－3 2.65～3.05 2.55～2.62 2.46～2.49 1.44 1.78 拉伸强度/MPa 3000～4840 3100～3800 4590～4830 2758～3034 2500～3500

弹性模量/GPa 79.3～93.1 76～78 88～91 124～131 230～240

断裂伸长率/% 3.15 4.70 5.60 2.30 1.20 线膨胀系数/℃×106 6.5～8.0 5.4 2.9 ——

软化点/℃960 850 1056 ——

最高使用温度/℃650 350 300 250 500 耐化学性耐酸耐碱耐碱一般耐碱一般耐酸一般不作用

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环氧树脂的界面相容性明显提高，层间剪切强度（ILSS）达到44.37 MPa，提高18.76%。傅宏俊等[15]将偶联剂KH-550与乳液型浆料吐温80上浆相结合，一方面KH-550提高了BF与树脂的界面结合能力，ILSS由42 MPa提高到51 MPa；另一方面，吐温80提高了纤维的耐磨性能，实现了复合材料力学性能和纤维织造性能的双重改善。

2.1.3 酸碱处理法

酸碱处理法是用HCl、HNO3、NaOH、CH3COOH等溶液对纤维表面进行刻蚀的表面处理方法，可以提高纤维与树脂的结合力。颜贵龙等[16]采用HCl、NaOH和CH3COOH对BF进行表面处理，CH3COOH处理复合材料的拉伸强度由未处理的156 MPa提高到处理后的175 MPa，CH3COOH 的刻蚀作用增加了纤维比表面积，在纤维表面形成了与树脂基有极好活性的酸性基团，二者的共同作用增加了复合材料的拉伸强度。HCl对纤维产生较为严重的腐蚀，使拉伸强度急剧下降，NaOH对BF 影响不明显。

2.1.4 等离子体处理法

等离子体是一种高度电离的高能气体，是由电子、离子、自由基、分子激发态、原子激发态等粒子组成的集合体。Wang等[17]采用N2、H2、混合气体等对BF进行处理，发现纤维的化学稳定性和附着力增加。他们认为等离子体在纤维表面产生了刻蚀作用，提高了纤维表面粗糙度。同时，在纤维表面引入—NH2和—OH等极性基团，增加了反应活性点，改善了纤维的附着力。

2.2 聚合物的界面改性

改善聚丙烯（PP）界面性质最常用的方法是马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MAH）[18]。Botev等[19]研究短切BF增强PP时发现，在PP中加入PP-g-MAH后，BF与PP之间黏结力得到改善，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别达到35.5 MPa 和32.8 J/m。在此基础上，Matkó和Keszei等[20-21]将含有C=C键的烃分子与MAH反应制备了反应型表面活性剂，发现C=C双键一端连接到极性的纤维表面，另一端连接到PP分子链上，增强了界面的黏附性，从而使冲击强度进一步提高了15%～42%，拉伸强度提高3%～10%。反应型表面活性剂既能永久地键合到基体上成为基体的一部分，又能起到表面活性剂作用，具有表面活性剂和偶联剂的双重作用。

尹园[22]采用先熔融共混后辐照的方法制备了连续BF增强聚对苯二甲酸乙二酯（PET）复合材料，发现体系中加入了多官能团单体后，复合材料的力学性能得到提高，拉伸、弯曲和冲击强度分别达到156 MPa、236 MPa和9.1 kJ/m2。认为多官能团单体分别与BF和PET基体表面产生的自由基发生反应，形成接枝或交联结构，改善了纤维与基体的结合力。

3 玄武岩纤维聚合物复合材料

3.1 热固性塑料

热固性塑料制品具有较高的耐热性和受压不易变形性，多为间歇成型，难以连续化生产，生产效率较低。常用的有酚醛树脂、乙烯基树脂和环氧树脂等。

3.1.1 酚醛树脂

酚醛树脂具有良好的力学性能和耐热性能，尤其具有突出的耐高温烧蚀性能。BF酚醛树脂复合材料研究的目标用途主要为火箭、导弹和空间飞行器等空间技术领域。碳纤维、高硅氧玻璃纤维、S-2高强玻璃纤维与BF的对比研究表明[23-24]，碳纤维/酚醛树脂复合材料的弯曲性能和耐烧蚀性能最佳，BF/酚醛树脂的次之，玻璃纤维/酚醛树脂最差。另外研究还发现，BF/酚醛树脂的抗拉强度低于碳纤维/酚醛树脂，但BF与酚醛树脂的黏结性能好于碳纤维，因此其层间压缩强度和层间剪切强度要好于后者[25]。

酚醛树脂基BF复合材料的研究表明，硼酚醛树脂的耐热、耐瞬间烧蚀和力学性能优于S-15X酚醛树脂[24]和氨酚醛树脂[26]，这主要是因为引入的硼生成了键能较高的B—O—C键，在高温烧蚀时可生成坚硬高熔点的碳化硼，使瞬时耐高温炭化层的耐冲蚀和耐烧蚀性提高。张俊华等[27]研究BF硼酚醛树脂复合材料，复合材料的弯曲强度达到557 MPa，拉伸强度为472 MPa，质量烧蚀率为0.07 g/s，线烧蚀率为0.09 mm/s。

赵世海等[28]选用BF/酚醛树脂复合材料制备摩擦材料，摩擦因数为0.32，磨损率为0.13×10－7 cm3/(N·m)，耐磨性石棉纤维、钢纤维和玻璃纤维摩擦材料，而低于碳纤维摩擦材料。熊松炉等[29]采用短切BF制备制动片，其具有高温摩擦系数稳定、热衰退小和制动噪声低等特点，替代石棉类摩擦材料具有更安全环保的优势[30]。

第8期尚宝月等：玄武岩纤维聚合物复合材料的研究进展·1769·

3.1.2 乙烯基树脂

乙烯基树脂兼具环氧树脂和不饱和聚酯树脂的优点，具有高强度和耐腐蚀性，其树脂黏度低，可室温固化，适用于多种方法成型，可制备大型构件。李英建等[31]制备了连续BF乙烯基树脂的抗弹靶板，发现纤维直径越小，织物面密度越小，抗弹性能越好。李伟等[32]制作了BF靶板试件，发现7541邻苯型改性不饱和聚酯树脂与BF匹配较好，优于3201乙烯基树脂；同时发现纤维铺层中含有45°方向铺层的优于仅正交铺层的抗弹性能，低速时表现尤为突出。李伟等认为BF本身的脆性降低了抵御弹体侵彻的能力。但由于它具有耐高低温性能好、导热率低和价格便宜等优点，可将其与其它纤维材料进行复合在抗弹材料中应用。上述两篇文献均认为BF的抗弹性能与中碱玻纤相当。

Czigány等[33]将环氧树脂加入到乙烯基树脂发现，二者形成了互穿网络IPN结构，实现了BF与基体间良好的界面结合，同时有利于剪切变形和消耗能量，提高了力学性能。

3.1.3 环氧树脂

环氧树脂具有优异的力学性能、电绝缘性能、黏结性能、耐腐蚀性以及良好的加工性能，在三大通用热固性树脂的应用中处于主导地位。丁杰[34]制备了BF环氧树脂复合材料，复合材料的拉伸性能最佳值为252 MPa。刘玉美[35]制备BF环氧树脂复合材料靶板，发现纤维含量在40%～80%范围内，抗冲击性能随着纤维含量的增加呈上升趋势。但是采用KH-550对纤维进行表面处理反而导致抗冲击性能下降，他们认为纤维与树脂结合过于紧密，影响了靶材抗冲击性能的发挥。由于环氧树脂的耐磨性较差，辛少波[36]将连续BF和短切BF添加到环氧树脂中，发现耐磨性得到提高，并且连续BF的耐磨性比短切纤维的高。另外，BF环氧树脂复合材料具有出色的耐水性、耐酸碱腐蚀性和耐有机溶剂等性能[37-38]，可用于玻璃钢储罐和管道等领域。3.2 热塑性塑料

热塑性塑料具有较好的力学性能，可连续高速成型和重复回收利用，但耐热性和刚性较差。常用的热塑性塑料有聚酯和聚丙烯。

3.2.1 聚酯

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物的总称。常用的如聚对苯二甲酸乙二酯（PET），具有高强度、高模量、高硬度、耐蠕变性、抗疲劳性和耐有机溶剂等优点。尹园[22]采用BF增强PET复合材料，力学性能比纯PET提高两倍以上，纤维的成核剂作用使PET的结晶速率得到提升。Ronkay 等[39]发现BF与PET的结合不及玻璃纤维，导致力学性能稍差，但BF在成本上具有优势。Krá?alík 等[40]制备了短切BF增强PET复合材料，拉伸强度和拉伸弹性模量分别达到112.9 MPa和8655 MPa，纤维的加入降低了复合材料的结晶度。继续加入滑石粉改善纤维和基质的界面黏结力，可进一步提高力学性能。

3.2.2 聚丙烯

聚丙烯（PP）具有优良的力学性能、耐热性、加工流动性、突出的耐应力开裂和耐磨性等，广泛应用于汽车、电子、电气等领域。Bashtannik等[41]采用挤压工艺制备了BF增强PP复合材料，发现挤出温度从180 ℃升高到240 ℃，纤维与PP的黏附力增大，材料的缺陷减少，拉伸强度和弹性模量分别达到42 MPa和4.2 GPa。他们还发现该材料具有优异的耐磨损性能，可用于制备机器摩擦零件[42]。Matkó等[20]采用短切BF增强PP，发现短切BF对PP的冲击强度和杨氏模量影响较为显著，提高71%～270%，最大冲击强度和杨氏模量分别为2.39 kJ/m2和2.9 GPa，而对拉伸强度影响不大。Czigány 等[43]发现，短切BF可以改善PP的断裂韧性K IC，由5 MPa·m1/2提高到6.5 MPa·m1/2。

4 与其它纤维混杂的玄武岩复合材料

将BF与其它纤维进行混杂，可以优势互补，扩展复合材料的性能和使用范围。常用的混杂方式有层内混杂、层间混杂、夹芯结构以及混编等。4.1 层内混杂

层内混杂是将BF与其它纤维混杂后均匀分散于基体中来制备复合材料的一种方法，常用于短切纤维的混杂[44]。?zütrk等[45]研究发现，大麻纤维与BF混合增强酚醛树脂时，纤维总含量为40%，随着BF加入量的增加，拉伸强度降低，而弯曲和冲击强度先增加后降低，在BF占纤维总量的30%～50%时达到最大。Czigány等[46-47]研究发现，BF分别与碳纤维和玻璃纤维混杂时，PP的力学性能提升幅度较大，而BF分别与大麻纤维和陶瓷纤维混杂时，增强效果不明显。?ztürk等[48]采用陶瓷纤维与BF进行混杂时发现，陶瓷纤维和BF分别为10%和30%时，磨损率最小。

4.2 层间混杂

层间混杂是指将两种不同的纯纤维层交替叠

化工进展2011年第30卷·1770·

加在一起制备复合材料的一种方法，常用于连续纤维的混杂。周健等[49]制备了钢丝-连续BF复合板材，当钢丝体积分数为20.6%时，复合板的拉伸强度和弹性模量分别为1739 MPa和99.8 GPa，比纯BF复合板分别提高了9.6%和24%，同时成本降低35%，因此是一种高性价比的加固材料。李卫东等[50]制备碳纤维/BF增强酚醛树脂时发现，层间混杂较单独使用BF的力学性能高，嵌层结构综合性能好于夹芯结构。另外他们发现，将BF引入到碳纤维复合材料中，使导热性降低25%以上，可应用于热性能特殊要求的场合。

4.3 夹芯结构

夹芯结构是指由一种普通纤维作为芯层，由高性能纤维作为表层制备复合材料的一种方法。沈晓梅[51]将BF与苎麻纤维进行混杂增强PP，发现夹芯结构优于层间混杂，夹芯结构的拉伸强度、弯曲模量和冲击时吸收的总能量分别为101.48 MPa、8416.09 MPa和2.09 J。

4.4 混编

混编是将不同纤维直接编织出纤维织物用于复合材料的制备。周冬春等[52]制作了三维正交机织BF/芳纶纤维混编复合材料，发现层内混杂的拉伸强度和模量、剪切强度和模量比层间混杂高出16.9%～26.03%。他们认为层间混杂时，每层纱线组分不一，层与层之间容易产生应力集中，而层内混杂时纤维的交替排列层有助于载荷的传导，使力学性能提高。Wang等[53]也制备了三维编织BF/芳纶纤维混杂复合材料，发现层间混杂比层内混杂具有更高的冲击韧性和比吸收能，认为层内混杂复合材料呈脆性断裂模式，而层间混杂是逐层断裂模式，可吸收更多的能量。徐哲[54]研究了BF与碳纤维混编结构，发现随着BF含量的增加，拉伸强度、压缩强度和层间剪切强均呈先增大后减小的趋势。同时发现BF的引入提高了复合材料的绝热性。由于三维机织具有良好的整体性，能够克服了传统层压复合材料容易分层的缺陷，大幅度提高了层间剪切强度和抗损伤能力。

5 结语

玄武岩纤维的综合性能优异，是聚合物复合材料的理想增强体。目前玄武岩纤维聚合物复合材料的研究主要集中在纤维与基体的界面改性、不同聚合物基体的复合材料以及玄武岩纤维与其它纤维的混杂等方面。

玄武岩纤维的研究主要沿用和借鉴玻璃纤维体系的研究方法，取得了很多的成果。但是玄武岩纤维复合材料研究的深度和广度不够，从研究深度上看，对于玄武岩纤维界面性质的基础研究深度不够，影响玄武岩纤维体系的界面改性方法的开发和完善。从研究广度上看，有些复合材料研究和制备方法还没有应用于玄武岩纤维上，使得玄武岩纤维复合材料的优势还没有得到充分的发挥。

玄武岩纤维增强树脂复合材料在高强度、耐高温、耐酸碱腐蚀、耐烧蚀和耐摩擦等特殊领域都展示了良好的应用前景，在热防护、抗弹、耐腐蚀管道、摩擦衬片等方面极具开发价值。将玄武岩纤维与其它纤维进行混杂，优势互补，能够扩大其应用范围。玄武岩纤维复合材料的应用处于推广阶段，尚需结合玄武岩纤维及其复合材料的特性，开发适用性强的和性价比好的产品，进一步拓宽玄武岩纤维的应用范围。

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玄武岩纤维混凝土的特性及应用

Ana lysis on Ulti m a te Bear i n g Capac ity of Rock Founda ti on HOU Da 2wei (Chongqing Survey I nstitute,Chongqing 400020,China ) Abstract:Many high 2risie buildings are based on r ock foundati on in mountainous city,s o how to evaluate the bearing capacity of r ock foundation is the core for r ock foundation engineering . In view of the influence of central major stress and lithology and rock structure characteristics on rock foundati on bearing capacity,this paper equates j ointing r ock with discontinuous mediu m characteristics to continuous medium,and then seeks for s olution with instant fricti on angle and slip 2line field theory . It establishes analysis model for ulti m ate bearing capacity of r ock foundation and verifies feasibility of the model through calculati on .Key words:r ock foundation;ulti m ate analysis;slip 2line field theory;bearing capacity 收稿日期:2009-02-23 作者简介:武　迪(1984-),男,山东泰安人。硕士研究生,主 要从事钢筋混凝土结构方面的研究。E 2mail:wudi610@ https://www.wendangku.net/doc/d513311530.html, 。 玄武岩纤维混凝土的特性及应用 武　迪,邵式亮 (空军工程大学工程学院,西安　710038) 摘　要:介绍玄武岩纤维的发展及特点,归纳、总结了玄武岩纤维混凝土(BFRC )的主要特征。 对近年来玄武岩纤维在混凝土结构的抗冲击、加固补强、耐腐蚀性和动态能量耗散等方面的研究进行了阐述,有助于玄武岩纤维混凝土在实际工程中的推广应用。 关键词:玄武岩纤维混凝土;增强增韧;加固补强;动态能量耗散中图分类号:T U5281572 文献标志码:A 文章编号:1003-8825(2010)02-0037-03 0　引言 玄武岩纤维是一种由火山喷发形成的玄武岩矿石经高温熔融、拉丝而成的无机纤维材料,其外观为深褐色,色泽与碳纤维相似。作为国内最近几年刚刚研发出的一种新型纤维材料,玄武岩纤维具有独特的力学性能、良好的稳定性以及较高的性价比,这使其成为一种良好的混凝土增强材料,在建筑领域有着广阔的应用前景。 1　玄武岩纤维111　发展概况 玄武岩纤维于1953～1954年由前苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发。1985年,第一台工业化生产炉于乌克兰纤维实验室(TZI )建成投产,采用200 孔漏板、组合炉拉丝工艺。在2002年前,前苏联诸国每年大约有500t 连续玄武岩纤维产品,主要用于军工行业。现今玄武岩纤维生产池窑已发展到年产 700t 规模,使用400孔漏板拉丝技术 [1] 。俄罗斯与 乌克兰在玄武岩纤维研究、生产及制品的开发上,代表了世界的最高水平,其生产的玄武岩纤维产品性能稳定,且已开发出了上百个品种。美国对玄武岩纤维的研究虽然起步较晚,但其生产池窖现已发展到 1000～1500t 规模,使用800孔漏板拉丝技术。近 几年来,德国、日本等国也相继展开了这方面的研究工作,并取得了一系列新的应用研究成果。目前,我国玄武岩纤维的研究开发、制备和应用尚处于较为初级的阶段,但部分技术已经达到了国际先进水平,且其应用领域也在不断拓展。 112　主要特点 玄武岩纤维与碳纤维、芳纶纤维等其它高科技纤维相比,具有很多独特的优点。它具有很好的耐温性能,可在-269～700℃范围内连续工作;有优良的化 ? 73?武　迪,等;玄武岩纤维混凝土的特性及应用

玄武岩纤维在汽车行业上的应用前景分析

玄武岩纤维在汽车行业上的应用前景 核心提示：近几年来，随着石油、钢材等不可再生资源的加速消耗，使得资源开发变得愈加 紧张，按照当今的开采及耗损量，保守估计，石油及钢材 近几年来，随着石油、钢材等不可再生资源的加速消耗，使得资源开发变得愈加紧张， 按照当今的开采及耗损量，保守估计，石油及钢材只能维持30～50年。因此，开发可替代钢材的材料显得尤为重要。在50年代末，就有人提出以石代钢的想法，自70年代，玄武岩纤维的成功研发，使得这一想法得以实现。 玄武岩纤维具有力学性能佳，耐高温性能好，化学性能稳定，生产过程环保等优点。 玄武岩纤维复合材料的性能远远比钢材优异，而其重量却远小于钢材，将其应用于汽车上， 可以大大的减轻汽车的负重，从而降低能源消耗，而其性能又能得以极大的提升。玄武岩纤维制品具有可自然降解性，与环境相容性好的优点，既符合汽车材料向着高性能发展的要求，也符合国家对于汽车材料绿色环保的要求，在汽车行业中有着良好的应用前景[1-4]。 1玄武岩纤维的优异特性 1.1力学性能 玄武岩纤维的密度为 2.5~2.7g/cm3，拉伸强度为3000~3500MPa,弹性模量为100~150GPa,断裂伸长为 3.2%,莫氏硬度为 6.5~7.5°,因此它具有优异的耐磨抗拉增强性能加拿大一家公司研制生产的玄武岩连续纤维其拉伸强度达到4840MPa,接近于高强碳纤维,而其成本却远低于碳纤维 1.2吸音性能 玄武岩纤维具有优异的吸声性能，将其制品在不同音频下的吸音系数进行实验得出， 随着频率的增加，它的吸声系数显著增加[5]。如选用材料直径1～3μｍ的玄武岩纤维制成的(密度为15kg/m3，厚度为30mm)吸音材料，其吸音性能见表1。

玄武岩纤维

玄武岩纤维 简介 玄武岩纤维（Basalt Fiber）是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。 玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一，在我国基本上实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。 玄武岩纤维表面较光滑，表面能较低，经过表面改性后，其表面增加纳米SiO2粒子，有效地提高纤维表面粗糙度，增加了微生物与载体间的有效接触面积；改性后表面有阳离子的存在，载体表面电位升高，载体表面带正电荷，利用静电吸力促进微生物固定，有利于微生物固定化；改性后表面的活性官能团，增加了载体的表面能，所含有羟基、羰基或羧基等，对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。通过玄武岩纤维载体表面改性，使其具有良好的亲水性和微生物负载性能，使之能够负载更多的生物量，且长时间保持较高的微生物活性，从而实现

更有效通过生物膜法降解水体中污染物。 玄武岩的发展 （1）玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现在20世纪60年代初。 （2）从70年代起，美国和德国的科学家先后对玄武岩纤维的制备进行了大量的研究。 玄武岩纤维的组成与结构 玄武岩纤维的密度在2.6~3.05g/cm3之间，主要组分如下表所示。 表1 玄武岩纤维主要组分含量 组分SiO2Al2O3CaO FeO MgO Na2O Fe2O3K2O TiO2P2O5含量51.4 14.83 10.26 8.47 5.92 2.42 1.73 1.20 0.84 0.32 玄武岩纤维各组分的作用如下表所示。 表2 玄武岩纤维革组分作用 组分SiO2 、 Al2O3 FeO Fe2O3 TiO2CaO MgO 作用提高纤维的化学 稳定性和熔体的 黏度提高成纤的使用 温度 提高纤维的化学稳定 性、熔体的表面张力和 黏度 属于添加剂范畴， 有利于原料的熔化 和制取细纤维 玄武岩纤维的性能 （1）热稳定性。玄武岩纤维板的热导率低，在25℃下的热导率仅为0.04W/（m?K），可以在650℃高温下使用，而玻璃纤维在同一条件的使用温度不超过400℃。 （2）声绝缘性。随着频率的增加，其吸音系数显著增加。玄武岩纤维隔音和吸音效果好，采用玄武岩纤维制作的隔音材料在航空、船舶等领域有着广阔的前景。 （3）介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性。玄武岩纤维具有良好的介电性能。它的体积电阻率比玻璃纤维要高一个数量级。玄武岩中含有质量分数不到20%的导电氧化物，可用于制造新型耐热介电材料。玄武岩纤维具有比玻璃纤维高的电绝缘性和对电磁波的高透过性。

连续玄武岩纤维的发展及应用前景

连续玄武岩纤维的发展及应用前景 1.2国发展研究现状 我国自20世纪70年代起，就断断续续地开展对CBF的研究，但未获得成功。2001年我国工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004年工业大学研究院与航天万欣科技组建了航天拓鑫科技，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。 2002年，我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划，承担该课题项目的俄金碳材料科技(由黄金屋真空科技与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币，于2003年12月成立了横店集团俄金玄武岩纤维。经近两年来的技术开发，横店集团俄金玄武岩纤维采用创新的生产技术和“一步法”工艺，取得了以纯天然玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果，并成功实现了工业化生产。该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术，而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。 目前，发展中的横店集团俄金玄武岩纤维是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测： 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t，2020年为7万t～10万t。 2玄武岩纤维（CBF）的性能 2.1新型环保性材料 CBF具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金

属氧化物排出，使CBF制造过程的池炉排放烟尘中无有害物质析出，不向大气排放有害气体，无工业垃圾及有毒物质污染环境。玄武岩纤维在很大程度上可代替玻璃纤维，被广泛用于航天航空、石油化工、汽车、建筑等多领域，因而，CBF被誉为21世纪“火山岩变丝”、“点石成金”的新型环保纤维。 2.2功能性优良的材料 CBF是继碳纤维﹑芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维的第四大高技术纤维支柱，在许多条件下可替代碳纤维﹑芳纶纤维，在某些场合甚至比上述两种纤维性能还好。玄武岩纤维及其制品的异常优越性能具体表现在以下几个方面： （1）显著的耐高温性能和热震稳定性。CBF的使用温度围为－260 ℃～880 ℃，这一温度远远高于芳纶纤维、无碱E玻纤、石棉、岩棉、不锈钢，接近硅纤维、硅酸铝纤维和瓷纤维；热震稳定性好，在500℃温度下保持不变, 在900℃时原始重量仅损失3%[5]。 （2）较低的热传导系数。CBF的热传导系数为0.031 W/m·K～0.038 W/m·K,低于芳纶纤维、硅酸铝纤维、无碱玻纤、岩棉、硅纤维、碳纤维和不锈钢。 （3）高的弹性模量和抗拉强度。CBF的弹性模量为：9100 kg/mm2～11000 kg/mm2，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙稀纤维和硅纤维。CBF 的抗拉强度为3800～4800 MPa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。 （4）化学稳定性好。CBF的耐酸性和耐碱性均比铝硼硅酸盐纤维好[6～7]。其耐久性﹑耐候性﹑耐紫外线照射﹑耐水性﹑抗氧化等性能均可与天然玄武岩石头相比美。 （5）吸音系数较高。CBF的吸音系数为0.9～0.99,高于无碱玻纤和硅纤维；优良的透波性和一定的吸波性，吸音和隔音性能优异，具有良好的隐身性能, 可制做隐身材料。

桥面系及附属工程专项施工方案之欧阳音创编

目录 一、工程概况 (2) 二、编制依据及编制原则 (2) 2.1、编制依据 (2) 2.2、编制原则 (2) 三、施工总体部署 (2) 3.1、施工总体目标 (2) 3.2、施工用水、用电 (2) 3.3、机械设备配置 (2) 3.4、混凝土供应 (2) 3.5、施工人员配备 (2) 3.6、技术准备 (2) 3.7、施工现场准备 (2) 四、工期保证体系及保证措施 (2) 4.1、工期保证体系 (2) 4.2、工期保证措施 (2) 4.3、施工工期计划及进度安排 (2)

五、总体施工方案 (2) 5.1、湿接缝、横隔板 (2) 5.2、防撞护栏 (2) 5.3、桥面铺装 (2) 5.4、伸缩缝 (2) 六、质量保证体系及保证措施 (2) 6.1、质量保证体系 (2) 6.2、工程质量保证措施 (2) 6.3、组织保证措施 (2) 6.4、思想教育保证措施 (2) 6.5、技术管理保证措施 (2) 6.6、施工保证措施 (2) 七、安全保证措施 (2) 7.1、高空施工安全 (2) 7.2、混凝土施工安全 (2) 7.3、用电安全 (2) 7.4、设备安全 (2) 八、夜间施工 (2) 8.1、夜间施工安排 (2) 8.2、夜间施工措施 (2)

一、工程概况 我标段施工起点里程为K3+013.019，终点里程为K7+550.6，工程起点位于二环路紫荆北路路口，沿线经永丰立交、红牌楼立交、双楠立交，止于二环路清水河大桥南端，全长4537多米。主要包括二环路主线高架桥、双楠立交匝道、永丰立交节点、平行匝道、上主线桥、下主线桥。 我标段负责施工的桥面系及附属工程主要包括：湿接缝、横隔板、防撞护栏、桥面铺装层、伸缩缝等。 横向湿接缝设置于每两片预制小箱梁之间，厚20cm，宽度有0.88m、0.747m、0.555m、0.465m、0.53m、0.532m、0.78m、0.79m、0.532-0.907m、0.532-0.782m、0.78-0.53m、0.79-0.532m等多种，砼采用C50和C55。 主线湿接缝布置示意图 湿接缝钢筋布置图 横隔板分为端横隔板和中横隔板，厚度分别为39cm和19cm，宽度同横向湿接缝宽度，砼采用C50和C55。

连续玄武岩纤维的发展及应用前景

连续玄武岩纤维的发展及应用前景 1.2国内发展研究现状 我国自20世纪70年代起，就断断续续地开展对CBF的研究，但未获得成功。2001年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004年哈尔滨工业大学深圳研究院与成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。 2002年，我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划，承担该课题项目的深圳俄金碳材料科技有限公司(由深圳黄金屋真空科技有限公司与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币，于2003年12月成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。经近两年来的技术开发，横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司采用创新的生产技术和“一步法”工艺，取得了以纯天然玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果，并成功实现了工业化生产。该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术，而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。 目前，发展中的横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测： 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t，2020年为7万t～10万t。 2玄武岩纤维（CBF）的性能 2.1新型环保性材料 CBF具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金

连续玄武岩纤维的发展和应用前景

连续玄武岩纤维的发展及使用前景 2010年3月15日中国纤检 摘要：介绍了连续玄武岩纤维的国内外发展历程和现状，连续玄武岩纤维性能和使用领域，表明连续玄武岩纤维用于防火隔热材料，过滤材料，增强复合材料，电子技术等具有明显的优势。结合连续玄武岩生产工艺目前存在的问题，给出了几点建议并提出了要尽快制定玄武岩纤维的国家标准，促进连续玄武岩纤维的安全可持续发展。 关键词：连续玄武岩纤维；防火隔热；过滤环保；增强复合；高技术纤维 连续玄武岩纤维（CBF）是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。以CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛使用于消防、环保、航空航天、军工、车船制造、工程塑料、建筑等军工和民用领域，故CBF被誉为21世纪的新材料[1]。随着国外工艺技术的不断改进以及新市场的不断开拓，玄武岩纤维有望成为第四大高强高模纤维。 1国内外发展研究状况 1.1国外发展研究状况 以玄武岩为主要原料生产的岩棉自从1840年首先在英国威尔斯试制成功到现在已有160多年的历史[2]。1922年在美国专利(OS1438428)出现由法国人Paul提出玄武岩纤维制造技术，但没有实质性生产。

20世纪50年代初期，德国、捷克和波兰等东欧国家以玄武岩为原料，采用离心法生产出了纤维平均直径为25μm～30μm的玄武岩棉。随后60年代初期，美国、前苏联、德国等大力发展垂直立吹法生产工艺，使玄武岩棉产量迅速增长前苏联引进了德国立吹法制造矿物棉的生产专利，在消化、吸收的基础上，成功地将该项技术使用于玄武岩棉的生产，设计生产能力为日产38吨～40吨玄武岩棉。玄武岩纤维的研究工作主要集中在前苏联。玄武岩纤维于1953～1954 年由苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发出[3]。苏联早在20世纪60～70年代就致力于连续玄武岩纤维的研究工作，乌克兰建筑材料工业部设立了专门的别列切绝热隔音材料科研生产联合体，主要任务是研制CBF及其制品制备工艺的生产线。联合体的科研实验室于 1972 年开始研制制备CBF，曾经研制出 20 多种CBF制品的生产工艺[4]。1973年，前苏联新闻机构报道了有关玄武岩纤维材料在其国内广泛使用的情况。1985年在前苏联的乌克兰率先实现工业化生产，产品全部用于前苏联国防军工和航天﹑航空领域。 1991年前苏联解体后，此项目开始公开，并用于民用项目。目前连续玄武岩主要研发及生产基地在俄罗斯及乌克兰两个国家。苏联的解体，客观上影响了CBF的推广使用，但是，由于玄武岩纤维具有有别于碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维的一系列优异性能，而且性价比好，引起了美国、欧盟等国防军工领域的高度重视。 1.2国内发展研究现状 我国自20世纪70年代起，就断断续续地开展对CBF的研究，但未获得成功。2001年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004年哈尔滨工业大学深圳研究院和成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。

现代玄武岩纤维材料及其复合材料.doc

现代玄武岩纤维材料及其复合材料 特种机械-建筑研究所 化学物理研究所，科学学院莫斯科俄罗斯 数据显示了作为硅酸盐纤维的一种——连续玄武岩纤维无捻粗纱的性能，其耐酸性和耐碱性提高，强度与 E 玻纤相近，模量与高强高弹的镁铝硅S 玻纤相近。其环氧基复合材料 的机械性能与S 玻纤复合材料相近，高于 E 玻纤复合材料。玄武岩纤维复合材料的那碱性 和抗热/潮性优于S 玻纤复合材料和 E 玻纤复合材料，这与玄武岩纤维无捻粗纱的粘结性有 关。 前言 连续玄武岩纤维材料如有捻纱、无捻纱、绳，板材和布是用于有机和无机基体中的新的 增强材料。对他的研究不仅是生产技术方面，还包括他的机械和物化性能、应用。这篇文章 分析连续玄武岩纤维及其复合材料的性能，并与玻璃纤维和玻璃纤维复合材料作对比。 生产连续玄武岩纤维的原料玄武岩的技术规格 玄武岩是火山，是硅酸盐。其化学组成见表 1.铁氧化物使得玄武岩纤维呈灰褐色，玄武岩熔体是一个含一定玻璃相的多晶结构。玄武岩纤维的生产技术与玻璃纤维类似。 表1 玄武岩纤维与玻璃纤维化学组成对比 化学组成变化小对连续玄武岩纤维的机械性能影响小。对连续玄武岩纤维的机械性能影 响最大的是纤维成型条件（拉丝温度、熔体均化的时间、纤维直径）。例如，对于化学组成相同的玄武岩，拉丝温度升高160℃（从1220℃-1380℃），强度从 1.3 增加到 2.23GPa，弹 性模量从78 增加到90.3GPa。单丝直径从1-4μm 增加到7-10μm，强度从 2.8 降到 1.8 GPa.

表2 列出不同时间，不同生产技术生产的玄武岩纤维的机械性能。 玄武岩纤维无捻粗纱和S 玻纤在线密度和单丝直径相近的情况下，玄武岩纤维无捻粗 纱的强度比 E 玻纤的低16-20%，与E 玻纤相近。 玄武岩纤维无捻粗纱的弹模高于 E 玻纤，与S 玻纤相近。 表2 玄武岩纤维无捻粗纱和玻纤无捻粗纱机械性能对比 粘结性能 玄武岩纤维与各种高聚物材料（酚醛、酰亚胺）的粘结性能由于玻璃纤维，这与铁氧化 物的高含量（达到15%）有关，环氧低聚物在纤维表面的接触反映可能发生。 玄武岩纤维复合材料的高粘结反应通过高聚物基体反应层的高残余应力来证明。根据Trostyanskaya(1997)，根据基体类型，这些应力达到24-50MPa。通过在纤维表面涂覆表 面改性剂（鸡冠形状的嵌段共聚物KEP有机硅）能够降低玄武岩纤维复合材料的残余应 力，这种表面改性剂具有显著的表面活性。因为具有显著的表面活性，这种嵌段共聚物在复合材料中，能够降低粘结剂的表面张力，提高纤维的润湿性，被吸附在纤维表面，环氧乙 烷链与粘结剂结合。分子量7000-8000的共聚物被用于纤维表面，形成一个弹性牢固的吸收 层，吸收层厚度20-25nm。这是残余应力减少、机械强度提高的原因。 连续玄武岩纤维的耐化学腐蚀性能 连续玄武岩纤维的耐化学腐蚀性能通过纤维在介质中（酸和碱）放置一点时间后的强度 变化来评价。化学腐蚀性受纤维的化学组成介质和温度-时间作用的影响。硅、铝、钙、镁 及铁的含量十分重要，铁氧化物是的玄武岩纤维的耐化学腐蚀性和耐热性高于玻璃纤维。除了化学组成，介质的表面活性、纤维表面层的性能（表面有缺陷），及热历史对化学腐蚀性

玄武岩短纤维复合材料的研究

摘要：介绍了玄武岩纤维的研究方法以及国内外发展历程和现状，玄武岩纤维性能和应用领域，表明玄武岩纤维用于防火隔热材料，过滤材料，增强复合材料，电子技术等具有明显的优势以及对未来发展的展望。 关键词：玄武岩纤维；防火隔热；过滤环保；增强复合；高技术纤维。 一、概述： 玄武岩纤维是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。以玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、车船制造、工程塑料、建筑等军工和民用领域，故玄武岩纤维被誉为21世纪的新材料。 近年来，国内似乎又形成了一股“玄武岩纤维热”，其“热”主要体现在两个方面，一方面有关玄武岩纤维方面的文章大量涌现，有的文章甚至把玄武岩纤维捧得似乎无所不能，另一方面国内有好几家企业上马玄武岩纤维生产线项目，人们对玄武岩纤维项目更是热情有加，似乎哪里有玄武岩资源，就有上马玄武岩纤维项目的最大优势。据了解目前至少已建成了两家玄武岩纤维生产厂，还有一些地方也在准备抓紧建造玄武岩纤维生产线。从建成的生产线厂家来看，目前在市场的开拓方面也是不容太乐观。有些厂家为了降低成本，提高成纤率，在玄武岩原料中，掺入一些助熔剂，如萤石，碎玻璃等，这些助熔剂如果没有经过科学论证，将劣化玄武岩纤维原有的性能，并且也不再是严格意义上的玄武岩纤维了。

二．玄武岩纤维的性能 1．新型环保性材料 玄武岩纤维具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物排出，使玄武岩纤维制造过程的池炉排放烟尘中无有害物质析出，不向大气排放有害气体，无工业垃圾及有毒物质污染环境。玄武岩纤维在很大程度上可代替玻璃纤维，被广泛用于航天航空、石油化工、汽车、建筑等多领域，因而，玄武岩纤维被誉为21世纪“火山岩变丝”、“点石成金”的新型环保纤维。 2．功能性优良的材料 玄武岩纤维是继碳纤维，芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维的第四大高技术纤维支柱，在许多条件下可替代碳纤维﹑芳纶纤维，在某些场合甚至比上述两种纤维性能还好。玄武岩纤维及其制品的异常优越性能具体表现在以下几个方面： （1）显著的耐高温性能和热震稳定性。玄武岩纤维的使用温度范围为－260 ℃～880 ℃，这一温度远远高于芳纶纤维、无碱E玻纤、石棉、岩棉、不锈钢，接近硅纤维、硅酸铝纤维和陶瓷纤维。 （2）较低的热传导系数。玄武岩纤维的热传导系数低于芳纶纤维、硅酸铝纤维、无碱玻纤、岩棉、硅纤维、碳纤维和不锈钢。 （3）高的弹性模量和抗拉强度。玄武岩纤维的弹性模量为：9100 kg/mm2～11000 kg/mm2，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙

聚乙烯生产塑料玩具工艺

第一步：认识垃圾收集办法如何运作。
第二步：与清洁服务承包商或垃圾收集商合作，商议收集废纸的时间和地方，然后共同推选计划。
第三步：从以下的多个收集办法，选择其中一个。各住户把废纸放在门外垃圾桶旁边。每层楼放置一个收集废纸的容器，以便住户可以把废纸直接放入容器内;在大厦内选定一处适中的地点，在该处设立中央收集站，让住户放置废纸。
第四步：应妥善安排废纸公司在收集废纸当日前来搬走废纸，以免过多的废纸在大厦垃圾房内堆积。
以下是一些通常可以回收再造成的纸张和不可以回收再造物品，但实际情况，须视个别造纸厂的需要而定。

可回收再造：
报纸
周刊
钉装或线装书本杂志(但必须撕去光面纸制封面)
所有信笺纸张(包括颜色纸、电脑纸和咭纸等)
信封和文件夹(可连邮票，但必须除去黏性纸条及透明胶面)
邮寄宣传纸张(注：橡盘圈、纸夹和书钉无需清除，因为在再造成过程中，它们自会被除去但大件的金属扣件及其他污染物必须除去。)
不可回收再造：< br> 用胶水装订的书本杂志
纸杯、纸碟、蜡纸、纸餐巾、而纸、抹手纸、自动黏贴、或附有胶水，胶带的贴纸。
废纸再利用技术
1.废纸再利用的新技术
用废纸或废纸板作原料，可以制作农用育苗盒，采用生物技术生产乳酸等化工产品，还可以生产各种功能材料如包装材料、隔热隔离材料、除油材料，亦可用于制作纸质家具等。下面分述如下：1)制作农用育苗盒利用废纸纤维特别是一些低档次的废纸纤维与玄武岩纤维或矿渣纤维育苗盒。产品可自然降解，降解后即成为土壤的母质，因此，不对环境造成二次污染。由于加入了玄武岩纤维或矿渣纤维，使得产品的挺度高。既便于使用，又可节约部分植物纤维。此技术的优势还在于所使用的废纸纤维不必经过脱墨等处理，避免由此产生大量废液，有利于节约宝贵的水资源并保护生态环境。
2.制造包装材料或容器
以废纸为原料可生产高强度埋纱包装纸袋。夹在纸中的是可在90℃水中溶解的水溶性纱线，可以实现完全回收利用。因而是一种双绿色包装材料。该包装纸可广泛用于水泥、粮食、饲料、茶叶以及日用购物袋、取款袋等生活领域。随着环保要求越来越严格，以往使用的一次性杯、盘、饭盒及包装材料等不可降解产品，属于禁止使用之列。其有效的替代品即为纸浆模塑产品。在一些工业发达国家纸浆模塑制品在工业产品包装领域所占比重已高达70%，其中绝大部分使用的原料为废纸纸浆模塑制品，用作部分复印机用包装盒的包装材料。这种模型制品是把纸浆做成商品形状后固化的，使用的原料为100%的废纸，容易回收利用。美国模压纤维技术公司把旧报纸粉碎，加水打浆并模压成型，代替泡沫塑料用作玩具、计算机驱动磁盘和外围设备等的包装填料。日本的花王公司开发出用废纸生产纸瓶的模塑技术。这种纸瓶由3层组成，中间是纸浆，内侧和外侧为涂层，可以用螺旋、盖或金属薄片封口。纸瓶的强度与塑料瓶不相上下。利用模具可制造出形状各异的纸瓶。
我国的纸浆模塑业起步较晚，但也取得了长足的进展，由简单的果托、蛋托之类的低档产品发展到工业品包装和食品包装物上。目前，我国纸浆模塑制品在工业产品包装领域所占比重为5%。
3.采用生物技术生产乳酸
Kat aoka Shigyo KK公司开发出一种以旧报纸为原料生产乳酸的低成本的生产方法，乳酸可用于发酵、饮料、食品和药物生产中，它作为可生物降解塑料的原料也具有很大的吸引力。该生产乳酸的方法是：首先用磷酸把旧报纸处理一下，然后在纤维素酶的存在下制成葡萄糖。

玄武岩纤维的发展与应用

连续玄武岩纤维的发展与应用 1、摘要（双文） 2、定义 3、组成3 33 26 9 、基本物理、力学、化学性质57 （图） 4、构件力学性能 5、生产工艺原料天然玄武岩可成纤的条件8 35 26（方法流程设备8） 6、国内外生产现状7（生产厂家1、进展和存在的问题） 7、应用方面及现状各行业（土工、军工。。。） 8、发展前景19 9 9、参考文献总结（外文？？？）

前言 2我国现很多房屋、桥梁、隧道等建筑物，由于材料老化、荷载增加、结构部分损坏、使用功能改变、设计与施工缺陷以及地震、战争等原因，均会导致原有结构的承载力满足不了要求，为此，需进行加固和修复。23目前面临着大规模的补强加固、改建和扩建工程,其中建筑材料的选择尤为重要。新型复合建筑材料发展很快,主要有钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、碳纤维混凝土等。玄武岩纤维是近几年在中国发展起来的新型材料,由于其较其他纤维材料性能优异、性价比好,尤其具有良好的抗拉强度和韧性,在防护工程补强加固、抗爆方面具有广阔的应用前景。 10众所周知，地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成。玄武岩属于火成岩的一种，是一种以SiO2和Al2O3为主的矿物岩石。23连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber,简称CBF)是前苏联经过了30多年的研究开发的高科技纤维。3在整个生产和应用过程中无环境污染,属于绿色生态材料[1,2]。23 CBF是以天然的火山喷出岩(玄武岩矿石)作为原料,将其破碎后加入熔窑中,在1 450℃~1 500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。10目前CBF 的研究重点在CBF的制备和应用上。与碳纤维、芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维等其它高科技纤维相比，CBF具有许多独特的优点，如突出的力学性能、耐高温、可在-269～650℃范围内连续工作，耐酸碱，吸湿性低，此外还有绝缘性好、绝热隔音性能优异、良好的透波性能等优点。以CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于航空航天、建筑、化工、医学、电子、农业等军工和民用领域，23尤其是最近几年,中国也有了CBF的批量生产,因此迫切需要开展玄武岩纤维及其增强复合材料的应用研究。 23 康婷白应生玄武岩纤维的特性及其在防护工程领域的应用山西建筑第34卷第11期 2 0 0 8年4月185 186 10 齐风杰，李锦文，李传校，魏化震，高永忠连续玄武岩纤维研究综述高科技纤维与应用第31 卷第2期2006年4月42-46 3 吕海荣,杨彩云,韩大伟复合材料用玄武岩增强纤维的性能研究材料工程/ 2009年增刊89-91 1 2 [1]谢尔盖,李中郢.玄武岩纤维材料的应用前景[J] .纤维复合材料, 2003,17(3):17-20. [2]崔毅华.玄武岩连续纤维的基本特性[J] .纺织学报,2005,26(5): 57-60. 3 1玄武岩纤维的组成与结构 1.1玄武岩纤维的组成 玄武岩纤维的成分几乎囊括了地壳中的所有元素,Si,Mg,Fe,Ca,Al,Na,K等主要元素成分,约占99%以上。在PHLIPS XL30 EDS电子探针能谱仪上进行玄武岩纤维元素含量的测定,发现其主要成分如下下(原子分数/%):Si=26.36,Ca=18.93,Al=7.89, Mg=6.90,O=31.81,K=1.18,Na=1.63,Ti=1·26,Fe=4.04。玄武岩的化学组成如表1所示[5] https://www.wendangku.net/doc/d513311530.html,

湖北省黄石市2020版高二下学期期末政治试卷A卷

湖北省黄石市2020版高二下学期期末政治试卷A卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共28题；共56分) 1. （2分）第二十四届世界哲学大会将于2018年由中国承办，这是中国首次获得世界哲学大会的承办权。哲学具有无限关怀和终极追问的特点，总揽一切，综括一般，仰观宇宙之无穷，俯究万物之运动。这段话表明（） ①哲学的研究对象即自然、社会和人类思维发展的最一般本质和规律 ②哲学从一般规律中概括和总结出各种特殊规律 ③哲学是一门包罗万象、囊括万物的综合性科学 ④哲学把整个世界以及人与世界的关系作为自己的研究对象 A . ①② B . ①④ C . ②③ D . ③④ 2. （2分） (2017高二上·北京期中) “天灾不由人，抗灾不由天”这一说法是（） A . 主观唯心主义观点，它夸大了人的主观能动性 B . 客观唯心主义观点，它认为有一个主宰万物的天 C . 辩证唯物主义观点，它坚持尊重客观规律和发挥主观能动性的统一 D . 形而上学观点，它割裂了人和自然的关系 3. （2分） (2016高三上·黄石月考) 爱因斯坦又对了！在这位大科学家提出引力波的预言百年之后，美国科学家2016年2月11日宣布第一次直接探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦广义相对论实验验证中最后一块缺失的“拼图”，它的发现是物理学界里程碑式的重大成果。这说明（） ①人能够能动的改造世界②主动创造性是认识世界的重要条件 ③人的认识能力是无限的④意识具有相对的独立性

A . ①② B . ②④ C . ①③ D . ①④ 4. （2分）(2018·浙江模拟) 2017年9月，中德研究团队通过控制实验条件，可高效、可控地在玄武岩表面“生长”出高温裂解碳纳米颗粒涂层或碳纳米管，颠覆了传统玄武岩纤维是绝缘材料的概念，实现了导电玄武岩纤维的制备。这体现了（） A . 客观规律会随着实践的发展而不断超越自身 B . 人们可以在认识规律的基础上改造客观事物 C . 人们能创造条件改变不利于发展的客观规律 D . 人们可以在遵循规律的基础上调整固有规律 5. （2分） (2017高二上·湖北期中) 在快节奏生活的时代，人们提出了“慢生活”理念，一些人逐步接受了该理念，并加入到“慢餐饮”、“慢旅游”、“慢运动”等行列。这反映了（） A . 哲学是对具体生活的概括和升华 B . 哲学来源于人们形成的世界观 C . 方法论影响世界观 D . 世界观决定方法论 6. （2分） (2017高二上·江苏期中) 朋友相见，一般用“士别三日，当刮目相看”来称赞对方。士别三日之所以需要刮目相看是因为（） A . 世界是客观的 B . 联系是普遍的 C . 事物是发展的 D . 联系是客观的

连续玄武岩纤维的发展及应用前景定稿版

连续玄武岩纤维的发展及应用前景精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】

连续玄武岩纤维的发展及应用前景 1.2国内发展研究现状 我国自20世纪70年代起，就断断续续地开展对CBF的研究，但未获得成功。2001 年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004 年哈尔滨工业大学深圳研究院与成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。 2002年，我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划，承担该课题项目的深圳俄金碳材料科技有限公司(由深圳黄金屋真空科技有限公司与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币，于2003年12月成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。经近两年来的技术开发，横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司采用创新的生产技术和“一步法”工艺，取得了以纯天然玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果，并成功实现了工业化生产。该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术，而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。 目前，发展中的横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测： 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t，2020年为7万t～10万t。 2玄武岩纤维（CBF）的性能 2.1新型环保性材料

连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考

“点石成金”当梦想遭遇现实 ——连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考 浙江石金玄武岩纤维有限公司胡显奇 “点石成金曾是一种神话，一种比喻，如今这种梦想已经成真，人们用普通的石头——玄武岩拉丝并制作出各种高级产品就是最典型的事例。”这是长期从事地质与环境研究的中国科学院院士刘嘉麒在《绿色高新材料——玄武岩纤维具有广阔前景》一文中所作的阐述。然而，当“点石成金”神奇而美好的梦想遭遇现实时，却并不浪漫和乐观，发展的道路崎岖坎坷，先驱者要披荆斩棘，更要经受凤 凰涅槃的洗礼。 连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fiber，以下简称CBF）是以火成岩中的玄武岩为唯一原料，在1450℃～1500℃条件下进行熔融拉丝而成的纯天然连续纤维。其突出的综合性能使之有望发展成为国防安全和国民经济发展领域不可或缺的重要基础材料之一。但确切地说，与其它高技术纤维一样，目前CBF在中国乃至在全球的发展状况还不足以成为“产业”。不过，作为一种代表未来绿色材料发展方向的纯天然高技术纤维，尤其是作为新资源产业，玄武岩纤维终将破茧而出。在此，笔者结合自己从事CBF研究、开发、生产和营销8年多来的实践和思考谈一些也许并不成熟的看法，供关注CBF产业发展的政府部门、专家学者、投资者和企业界人士参考。 现状——激流涌动

回眸玄武岩纤维在前苏联于1985年获得初级生产技术后的这一段发展历程，不难发现其发展历程呈现出了“U”字型轨迹。1991年的苏联解体对CBF产业造成了极大的影响，在随后的十几年时间里，发展陷于停滞。近5年，随着世界经济的高速发展和环境友好概念的深入人心，CBF再次走向前台。目前全世界只有乌克兰、俄罗斯、格鲁吉亚、中国、韩国、奥地利、比利时和德国等少数国家拥有CBF工业生产技术，全世界生产厂家不超过20家。主要集中于乌克兰、俄罗斯和中国，形成了“三足鼎立”的格局（见表1）。 表1：世界CBF生产商情况统计 从熔融拉丝使用的能源来分类，其炉型大致可以分为3种：一是以天然气或液化气为能源的火焰炉，以俄罗斯Kamenny Vek公司和我国的成都拓鑫公司为代表；二是全电熔炉，以我国的浙江石金公司为代表；三是气电结合炉 我国从2005年有小规模生产开始，6年间进入到连续玄武岩纤维领域的企业达到了6家以上，他们分别是：横店集团控股的“浙江石金玄武岩纤维有限公司”（由横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司与浙江得邦高技术纤维有限公司合并而成）、中国航天科技集团控股的“四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司”、辽宁营口百盛纤维制品有限公司、牡丹江电力公司控股的“牡丹江金石玄武岩纤维有限公司”、辽宁阜新煤矿控股的“辽宁金石科技集团有限公司”、辽宁营口市宏源

最新玄武岩纤维和玻璃纤维的比较教案资料

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较 在全球的大部分国家中都可以找到坚硬而致密的火山岩。玄武岩作为一种火成岩，它是从熔融状态下演变而成。玄武岩通过浇铸工艺制成瓦及板用于建筑市场已有多年历史。此外，在工业用途方面浇铸的玄武岩钢管内衬也有很高的耐磨性。玄武岩在粉碎状态下还可以用作混凝土的集料。 后来，采用天然耐火玄武岩挤出的连续纤维，在几乎所有的用途方面都可以用来替代石棉纤维。近十年，玄武岩纤维已成为增强复合材料的竞争性材料。这一姗姗来迟的产品的支持者声称他们产品的性能与S-2玻璃相似，其价格则介于S-2玻璃和E玻璃之间，甚至有可能成为碳纤维的较为便宜的替代品。 法国的Paul Dhe是第一个有从玄武岩挤出纤维的想法的人。他在1923年申请了一项美国专利。大约在1960年，美国和前苏联都开始研究玄武岩的用途，尤其是在军事硬件如火箭上的用途。 在美国西北部，集中了大量的玄武岩层。华盛顿州立大学的R.V.Subramanian对玄武岩的代学成份、挤出条件和玄武岩纤维的理化特性进行了研究。欧文斯科宁(OC)公司和其他几家玻璃公司都进行了一些独立研究项目,并取得了一些美国专利。大约在1970年前后,美国玻璃公司放弃了玄武岩纤维的研究,将战略重心定于其核心产品,研发出了包括OC公司的S-2玻纤在内的许多更好的玻璃纤维。与此同时,东欧方面的研究工作仍在继续,自上世纪50年代在莫斯科、布拉格和其他地区从事这方面研究工作的独立机构被前苏联国防部收归国有,集中于前苏联乌克兰的基辅附近的研究院和工厂进行研制。1991年苏联解体后，苏联的研究成果被解密，开始用于民用产品。 今天，玄武岩纤维的研究、生产和大部分市场化的努力都是基于那些曾与苏维埃集团结盟的国家的研究成果。目前生产和销售玄武岩的公司有：Kamenny Vek公司（俄罗斯）、Technobasalt公司（乌克兰）、横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司（简称GBF）和玻璃钢及纤维研究院（乌克兰）。 Basaltex公司是比利时Masureel Holding公司的子公司，它和美国Sudaglass Fiber Technology公司分别向欧洲和北美市场提供织造和非织造玄武岩纤维增强材料。 玄武岩纤维是采用在许多方面类似于玻纤拉丝的连续方法制造而成。首先需要将开采出的玄武岩进行粉碎处理和洗涤，然后装入与投料机相连的料仓内，由投料机将原料投入到用天然气加热的窑炉的熔化部。实际上这一过程比生产玻璃纤维要简单，因为玄武岩的成份更不复杂。一般玻璃成份中除50% SiO2外，其他成份还包括氧化硼、氧化铝和/或其他几种材料。这些材料在进入窑炉之前必须分别投入称量系统。不同于玻璃，玄武岩纤维不含第二种原料。生产过程只需要一条单独的投料线将粉碎的玄武岩送入熔窑。换言之，玄武岩纤维制造商对玄武岩原料的纯度和稳定性的直接控制工作更少。虽然玄武岩和玻璃都是硅酸盐，但熔融玻璃冷却后形成非晶状固体，而玄武岩具有晶体结构。玄武岩含有三种硅酸盐矿物质：斜长石、辉石和橄榄石。斜长石为一些由硅酸钠和硅酸钙组成的三晶长石。辉石为含有镁、铁、钙三种金属氧化物中任意两种氧化物的晶体硅酸盐。橄榄石是含有硅酸镁和硅酸铁的硅酸盐。这种成份变异意味着构成玄武岩的矿物水平和化学组成可以因地域关系存在很大差别。甚至于岩浆在接近地表时的冷却速率也会影响到晶体结构。Basaltex公司负责研发的人士指出，尽管