玄武岩纤维VS玻璃纤维，谁是未来的主峰-山东欧德化纤制品有限公司

玄武岩纤维VS玻璃纤维，谁是未来的主峰

添加时间：2020-03-14

_{玄武岩是一种坚硬、致密的火山岩，在全球大多数国家都能找到，玄武岩是一种火成岩，这意味着它开始于熔融状态。多年来，玄武岩一直被用于铸造工艺，以制造建筑用瓷砖和板。此外，钢管用铸造玄武岩衬里在工业应用中表现出很高的耐磨性。在破碎的形式下，玄武岩也可用作混凝土中的骨料。}_{最近，从天然耐火玄武岩挤出的连续纤维被研究作为石棉纤维的替代物，几乎在其所有应用中。近十年来，玄武岩已成为复合材料纤维增强的竞争者。这一后起之秀的支持者声称，他们的产品在S-2玻璃和E-glass之间的价格点上提供了与S-2玻璃纤维类似的性能，并可能为制造商提供一种成本较低的替代碳纤维的产品，后者代表了过度工程化。}

_{玄武岩纤维起源}

_{来自法国巴黎的Paul Dhé是第一个想到从玄武岩中挤出纤维的人。他于1923年获得美国专利。1960年前后，美国和前苏联（苏联）都开始研究玄武岩纤维的应用，特别是在导弹等军事硬件中的应用。}
_{盛顿州立大学（华盛顿州普尔曼）的R.V.Subramanian教授在美国西北部大型玄武岩地层集中的地区进行了一项研究，将玄武岩的化学成分与挤压条件以及由此产生的纤维的理化特性联系起来。欧文斯康宁和其他几家玻璃公司开展了独立的研究项目，获得了几项美国专利。然而，在1970年左右，美国玻璃公司放弃了玄武岩纤维的研究，转而采用有利于其核心产品的策略。结果表明，欧文斯康宁成功地开发了S-2玻璃纤维，获得了较好的玻璃纤维性能。}_{在同一时期，由莫斯科、布拉格和其他地方的独立团体于1950年代在东欧进行的研究，被苏联国防部收归国有，并集中在乌克兰的基辅，那里的技术随后在关闭的研究所和工厂中开发。1991年苏联解体后，苏联的研究成果被解密，供民用。}_{如今，玄武岩纤维的研究、生产和大部分营销工作都是建立在曾经与苏联结盟的国家。目前从事生产和销售的公司包括Kamenny Vek（俄罗斯杜布那）、Technobalth（乌克兰基辅）、横店集团上海俄罗斯黄金玄武岩纤维有限公司（中国上海）和OJSC研究所玻璃塑料和纤维（乌克兰布查）。Basaltex是Masureel Holding（比利时Wevelgem）和Sudaglass Fiber Technology Inc（德克萨斯州休斯顿）的子公司，分别将玄武岩纤维转化为用于欧洲和北美市场的编织和非织造增强形式。}

_{玄武岩纤维和玻璃纤维的异同}

_{玄武岩纤维是在一个连续的过程中生产的，在许多方面类似于用来制造玻璃纤维。开采出的玄武岩岩石首先被压碎，然后被清洗并装入一个与喂料器相连的料仓中，喂料器将材料移入气体加热炉中的熔化槽中。在这里，这个过程实际上比玻璃纤维加工简单，因为玄武岩纤维的成分不那么复杂。玻璃通常是50%的硅砂，与硼、铝和/或其他几种矿物的氧化物结合在一起，这些矿物材料在进入熔炉之前必须单独送入计量系统。与玻璃不同，玄武岩纤维没有二次材料。这个过程只需要一条进料线就可以将破碎的玄武岩带进熔炉。另一方面，玄武岩纤维制造商对玄武岩原石的纯度和稠度的直接控制较少。玄武岩和玻璃都是硅酸盐，熔融玻璃冷却后形成非晶固体。然而，玄武岩具有晶体结构，在每个地理位置的熔岩流期间，晶体结构根据具体条件而变化。玄武岩结合了三种硅酸盐矿物-斜长石、辉石和橄榄石。斜长石描述了许多由钠和钙硅酸盐组成的三斜长石。辉石是一组结晶硅酸盐，含有三种金属氧化物中的任何两种，镁、铁或钙。橄榄石是镁和铁（Mg，Fe）2SiO4结合的硅酸盐。这种成分变化的可能性意味着玄武岩地层的矿物含量和化学组成在不同的位置可能有很大的差异。此外，当原始气流到达地球表面时，冷却速度也会影响晶体结构。因此，Basaltex研发总监Jean-Marie Nolf指出，尽管世界各地的矿山和露天采石场都有现成的玄武岩，但只有几十个地点含有经过分析和鉴定适合制造连续细丝的玄武岩。技术玄武岩的销售和市场总监Ihor Markuts认为，乌克兰的玄武岩地层特别适合纤维加工。Kamenny Vek市场与发展总监Boris Mislavsky博士也同意这一观点。他的公司目前所有的原材料都来自乌克兰西部。虽然该公司在俄罗斯有一个备用矿，化学成分接近其主要来源，但它更喜欢从单一来源开采材料。”我们所有的材料都来自同一个采石场，”他解释说。}

_{玄武岩纤维到织物}
_{一旦生产商掌握了纤维制造，他们就面临着额外的挑战，因为产品被转化为有用的增强形式。例如，在早期发现的玄武岩织物上，直接从织布机织布的玄武岩织物很脆弱，在处理时容易损坏，在急剧折叠或弯曲时会出现纤维断裂，对皮肤有刺激性。为了使产品更稳定，Basaltex开发了一种专用的硅烷基施胶剂，有助于后期加工。涂层加热时不会产生有毒烟雾，也不会降低纤维的耐火性能。Mislavsky观察到，纤维化过程中发生的纤维损伤是导致织物性能下降的一个重要因素。他坚持认为，如今，上浆和精细化生产技术的结合可以最大限度地减少损害，并使玄武岩纤维制造商能够生产出可以编织和编织的强力纤维，而不会抑制期望的性能。}_{虽然玄武岩纤维还没有得到广泛应用，但它正慢慢进入消费者的手中。在S-glass（5美元/磅至7美元/磅）和E-glass（0.75美元/磅至1.25美元/磅）之间的价格点上，玄武岩纤维具有类似S-glass的性能。一个常见的用途是在消防部门，因为它的高熔点。Basaltex进行的阻火试验将玄武岩织物放在本生灯前，将火焰的黄色尖端直接与织物接触。黄色尖端的温度达到1100°C至1200°C（2012°F至2192°F），并使织物变得红热，类似于金属织物。当暴露在火焰中时，玄武岩纤维在很长一段时间内保持其物理完整性，但该公司发现，由具有相同密度的电子玻璃制成的织物可以在几秒钟内被火焰刺穿。}_{它的耐燃性使玄武岩纤维在摩擦应用中起到了石棉替代品的作用，例如复合制动片，因为它在高温下不会软化，也不会沉积在制动系统中的对应物（制动盘或制动鼓）上。连续玄武岩纤维也被用作其他传统复合结构的加固材料。根据Nolf，玄武岩纤维易湿，因此能够快速浸渍树脂，使其适合树脂转移模塑、灌注模塑和拉挤成型。”所有由玻璃制成的产品都可以由玄武岩制成。}

随着研发的不断加深，和应用领域的不断探索，未来玄武岩纤维的市场前景将更加广阔

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