磨碎玻璃纤维
磨碎玻璃纤维
磨碎玻璃纤维外观上类同玻璃粉，但两者在概念上是有所区别的。磨碎纤维是应用锤磨机、球磨机等粉碎设备将玻璃纤维原丝磨粉后的产品，纤维的平均长度在30~100在显微
镜下观察，细粉是由柱状玻璃组成，而玻璃粉是由块玻璃或玻璃纤维手拉粗丝经粉磨后的产品，在显微镜下观察，细粉成颗粒状，颗粒尺寸在50~100 □，在国外玻璃纤维产品目录上，磨碎玻璃纤维的规格通常有1/32"、1/16"、1/8"、1/4"（0.8mm、1.6mm、3.2mm、6.4mm ）几种。国内磨碎玻璃纤维常用纤维长度和纤维直径来标定。如我们企业生产的玻纤粉，玻璃纤维平均直径为11 ，平均长度在
81.0~110.0 pm的磨碎纤维。A级品是将玻纤原丝直接接磨成粉，无杂质纯度较高。而B 级品则用纺织用纱的处理品经烧失处理后磨制成粉。
磨碎玻璃纤维以前主要用于做预混料和浇注树脂的防裂纹增强填料，以及用于改进树脂
粘结剂的尺寸稳定性，近年来广泛用作各种热固性树脂和热塑性树脂的增强材料，特别是用作增强反应注射模塑料（RRIM ）的增强材料。
英国1984年共销售磨碎纤维4500t，大约占整个FRP用玻璃纤维制品销售量的 1.29% , 目前有近20家公司生产磨碎纤维，其中OCF公司生产能力达3300t/a,在磨碎纤维市场上占
统治地位。美国另一家生产玻璃纤维的大型公司PPG 工业公司也开始生产磨碎纤维。另外，在美国还有几家大公司生产磨碎陶瓷纤维、磨碎矿棉和磨碎碳纤维。
（一）磨碎纤维的品种和规格磨碎纤维可按纤维长度、处理剂类型和用途分成若干个品种和规格。
1.按纤维长度分类
按纤维长度国外将磨碎纤维分成1/32"、1/16"、1/8"、1/4" （即：0.8mm 、1.6mm、
3.2mm、6.4mm）几种，应该着重说明的是，这些尺寸仅是生产磨碎纤维的粉磨设备的筛孔的尺寸，实际的磨碎纤维的纤维长度要比这些数目小得多，因此，这些数目仅能看成是磨碎纤维的分类尺寸。在我国实际生产情况是按目数分级，如200、300等。
2.按处理剂类型分类
磨碎纤维可分成不含处理剂和含处理剂两大类。不含处理剂者是在拉丝时采用去离子水作为拉丝浸润剂，或是将废丝上的浸润剂除去而制得。含处理剂者又分为偶联剂和树脂类两种。本企业可以按用户的要求，在粉中加入不同的处理剂，如硅烷等。
不含处理剂的磨碎纤维一般具有良好的流动性，并且适用于所有种类的树脂，包括热固性树脂和热塑性树脂。含处理剂的磨碎纤维，根据处理剂的不同，适用于不同的树脂，它的特点是树脂浸透速度快，能满足特殊的成型性能和制品性能的要求。
3.按用途分类磨碎纤维可按用途分为增强反应注射模塑料（RRIM ）用磨碎纤维；预混料和BMC 用磨碎纤维；热塑性树脂用磨碎纤维；铸塑、铸封和车身腻子用磨碎纤维以及用于增强无机材料和纸用的磨碎纤维等。
（二）磨碎纤维的性能磨碎纤维通常具有以下特性。
①单丝直径一般为9~12pm，外观分絮状和粉末状两种。
②完成分散成原丝状，这一点与短切纤维不同。因此，虽然磨碎纤维的长度比短切纤维
的长度要小得多，但其L/D 值（纤维长径比）反而比短切原丝大得多。作为增强材料，它的强度效果远优于增强性粉末填料。
③磨碎纤维按用途的要求进行表面处理。未经处理的磨碎纤维虽能适用于所有种类的树脂基材，但制品的性能较差。现在进行表面处理的磨碎纤维在磨碎纤维总产量中所占的比例越来越大。磨碎纤维的处理剂含量一般在0.1%以下，处理剂对磨碎纤维的分散性和基材的粘度有很大影响。
④磨碎纤维中的水分含量一般小于0.1%，因此作为增强材料使用时不会显著影响树脂
基材的工艺性能和最终制品的物化性能。
⑤磨碎纤维一般应用E玻璃纤维制造，磨碎纤维对人体无害，这一点与石棉纤维形成对照。
（三）磨碎纤维的生产方法
磨碎纤维比较正规的生产方法介绍如下。
将表面不含浸润剂或已除去浸润剂的玻璃纤维原丝割断、破碎，用球磨机等粉碎设备粉
碎到规定尺寸，再根据要求进行或不进行表面处理，即成商品磨碎纤维。如框图所示。拉丝T原丝烘干|T 粗碎T球磨细碎|T|筛分检测| T产品
表面不含浸润剂的玻璃纤维原丝是专为生产磨碎纤维而拉制的。为了便于拉制玻璃纤维
原丝，在拉丝作业中一般使用水或者加有阳离子表面活性剂的水作为拉丝浸润剂。
现在，玻璃纤维厂一般采用生产过程中的各种废丝作为生产磨碎纤维的原料。
玻璃纤维生产厂在生产过程中产生的废丝大约有以下几种：
一种是拉丝过程中产生的废丝（俗称手拉丝），这类废丝的特点是直径较粗，（几十到几百微米），表
面附着少量的浸润剂。因此，这类废丝比较脆，很容易粉碎到10 g以下。这
种粉碎后的废丝一般仅能用作玻璃熔窑的原料，用于生产玻璃纤维、玻璃瓶罐等玻璃制品。
另一种是纺织加工过程中产生的废丝，如绕丝筒废丝、开刀丝、短切原丝毡切边以及纺
织加工过程中产生的其它废丝。这种废丝的特点是直径较细，（一般为10 g左右），表面含
有较多的淀粉类和树脂类浸润剂。因此，这类废丝一般比较柔软，难以切断和粉碎，也不能
直接用作玻璃熔窑的原料。然而，正是这类废丝由于它的直径符合生产磨碎纤维的要求，所以可以用来作为生产磨碎纤维的原料。
为了提高切断和粉碎效率，一般在切割和粉碎以前要预先除去玻纤废丝表面的有机组分。
通常采用热处理（灼烧）的方法除去玻璃纤维废丝表面的有机组分。具体方法是将玻璃
纤维废丝送入进口温度约350C,出口温度约600~800 C的热处理炉，进行灼烧处理约
10-20min。热处理的进口温度不能过高，否则废丝表面的有机组分会发生碳化，影响磨碎纤
维的质量。热处理炉的出口温度必须控制在600~800C左右，若温度过高，玻璃纤维废丝就
会软化烧结；若温度过低，就会降低生产效率。
（四）磨碎纤维的应用
磨碎纤维产品通常呈松散的团状，这是因为磨碎纤维有聚成团的趋势。此外，由于在磨
碎过程中通常会由于接触金属设备而不可避免地引入一些杂质。所以磨碎纤维产品略着色，但这些通常不会
给磨碎纤维的应用带来困难。团状的磨碎纤维在同树脂混合时一般很容易分
散，不会给成型带来困难。
在FRP制品中应用磨碎纤维作为增强材料，可以防止树脂固化时产生温度过高或造成局部过热现象。
在层压板中应用磨碎纤维，可以改善层压板的抗裂纹型和耐磨性，降低层压板表面的收
缩量，改善层向强度。对改善层压板的弯曲弹性模量、压缩弹性模量也有一定的作用。
在塑料铸塑器件中应用磨碎纤维，可以减少收缩量，改善电性能。
磨碎纤维可以用作聚四氟乙烯模塑料的增强材料。用磨碎纤维增强的聚四氟乙烯轴承材
料，能提高其耐磨性，用于轴承、轴颈、推力垫圈、活塞环、机械填料、耐磨轴承罩等机械零件。
加入磨碎纤维的树脂混合物用于模具时，可以找平外表面缺陷，修圆模具结构的棱角，也可以修圆预先连接在模具结构外面的包覆有玻璃布的加强肋。
用磨碎纤维增强的树脂固化后，制品的硬度较高，其热膨胀性能与用玻璃布增强的平糊成型玻璃钢制品相近，制品不易产生裂纹。
在树脂系统中同时使用表面活性组分和磨碎纤维，可以改善其湿态强度性能，
降低吸水性，提高湿态强度的保留率。
磨碎纤维的缺点是树脂系统中加入磨碎纤维后会增加成型模具的磨损，由于同样理由, 使用磨碎纤维的玻璃钢制品不适于进行大量的机械加工。