高堿玻璃纖維性能缺陷難克服
我國玻璃纖維工業(yè)發(fā)展初期的品種之一是用鉑坩堝拉制的高堿玻璃纖維（含Ｒ20≥15％）即用平板玻璃的玻璃成分,，制成玻璃球,，再拉制成纖維，織造成紗和布等產(chǎn)品,。經(jīng)過幾年的運行,，在60年代初出現(xiàn)了嚴(yán)重的問題,，高堿玻璃纖維產(chǎn)品變脆，尤其在南方,，經(jīng)黃梅雨高濕度季節(jié)后,，該現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，用手指就可在布上戳出個洞,，用戶紛紛退貨,，年輕的玻璃纖維工業(yè)嚴(yán)重受挫，幾近夭折,。
在玻纖工業(yè)發(fā)展關(guān)鍵時刻,，行業(yè)的科技人員進(jìn)行了艱苦的科研工作，找出了原因,，并采用耐水性良好的中堿5號替代耐水性差的高堿玻璃纖維,，至今已成為我國玻纖工業(yè)兩大系列產(chǎn)品之一。改革開放以來,，我國玻纖工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展,，池窯拉絲等國際先進(jìn)的生產(chǎn)工藝已在我國生根、開花,、結(jié)果,。玻纖產(chǎn)品無論從產(chǎn)量、品種和質(zhì)量上逐步縮小了與國際先進(jìn)國家的差距,。
在這大好發(fā)展的形勢下,，出現(xiàn)了一些不協(xié)調(diào)的現(xiàn)象，由于各種原因,，一些小企業(yè)還在生產(chǎn)高堿玻璃纖維產(chǎn)品,，銷售給用戶作增強(qiáng)制品。由于高堿玻璃纖維材料自身存在的強(qiáng)度低,、耐水和耐堿性差的缺陷,，這種缺陷是無法克服的，用它作增強(qiáng)制品,，最終只會損害用戶的利益,，甚至危及生命。我們希望全社會都來關(guān)注高堿玻璃纖維制品的淘汰,，使失敗的歷史不再重演,。
平板、瓶罐,、器皿,、保溫瓶、軟質(zhì)燈泡等玻璃制品中的絕大部分均含有14％以上的R20量，用它們的廢品作原料生產(chǎn)的玻璃纖維統(tǒng)稱為高堿玻璃纖維,。
玻璃纖維的性能取決于玻璃成分,，高堿玻璃纖維含14％以上的R20量。眾所周知,，堿金屬氧化物（R20）是助熔劑,，在玻璃中是網(wǎng)絡(luò)外離子，與硅組成非橋氧結(jié)構(gòu),，它的含量越多，則非橋氧越多,，而橋氧結(jié)構(gòu)越少,，玻璃結(jié)構(gòu)松弛。玻璃的強(qiáng)度,、化學(xué)穩(wěn)定性等一系列使用性能變差,。未進(jìn)入玻璃結(jié)構(gòu)骨架的堿金屬離子在水、堿等介質(zhì)作用下會不斷被浸出,，且玻璃纖維的直徑僅為6微米~23微米,，與塊玻璃（玻璃制品）相比，單位質(zhì)量比表面積大出幾百倍甚至上千倍,，因此其化學(xué)穩(wěn)定性大大降低,。
高堿玻璃纖維不適合作增強(qiáng)材料的主要原因是化學(xué)穩(wěn)定性差，尤其是耐水,、耐堿性差,。附表列出了三種玻璃纖維表面積同為5000平方米的試樣，在250毫升蒸餾水中1000℃煮沸3小時后的耐水性和耐堿性,。
表中所列高堿玻璃纖維的體積電阻率大大地低于無堿玻璃纖維,，決不能用作電絕緣玻璃鋼和其它電絕緣制品；在水煮實驗中,，其析堿量高堿玻璃纖維是無堿的4.8倍,，中堿的202倍，為水解三級,；耐堿性在0.5氫氧化鈉中失重,，高堿纖維是無堿纖維的4.2倍，是中堿纖維的2倍,，充分說明高堿纖維耐堿性能很差,，根本不能作為水泥制品的增強(qiáng)材料。
由于目前尚未找到能有效防止水侵蝕纖維的表面處理劑,，因此不管是纖維制品還是纖維增強(qiáng)后的復(fù)合材料,，在貯存、使用過程中，空氣中存在的水汽通過吸附,、毛細(xì)管力作用,，纖維表面或纖維與樹脂界面上均會吸附水，它與纖維作用,，堿金屬離子侵蝕出來,，生成強(qiáng)堿性的氫氧化鈉（鉀），它們又無法帶走而留在纖維表面,，進(jìn)一步演變成強(qiáng)堿溶液對纖維的作用,。而高堿玻璃纖維又不耐堿（在0.5氫氧化鈉溶液中，5000平方厘米表面積的纖維,，100℃,，3小時高堿纖維的失重是無堿的4.2倍，中堿5號的2倍）,。堿侵蝕的結(jié)果,，破壞了纖維中的硅氧骨架，造成纖維變脆,，強(qiáng)度大幅度降低,。筆者曾用纖維結(jié)圈法測定了三種纖維的脆性，即測定纖維斷裂前結(jié)圈的直徑D,，用D/d比值來表示脆性（d為纖維直徑）,，纖維越脆，其比值越大,。測定的結(jié)果是庫存中已手感發(fā)脆的高堿玻璃纖維,，其比值竟高達(dá)181，是同樣庫存的無堿玻璃纖維的7.5倍,，中堿5號纖維的7倍,。顯而易見，一種沒有強(qiáng)度且變脆的纖維,，是絕對起不到增強(qiáng)作用的,。由此可見，耐水性和耐堿性差,、強(qiáng)度低的高堿玻璃纖維作為玻璃鋼,、石膏、水泥,、無機(jī)玻璃鋼等的增強(qiáng)材料是不可行的.
