高堿玻璃纖維性能缺陷難克服
我國(guó)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(guò)幾年的運(yùn)行，在60年代初出現(xiàn)了嚴(yán)重的問(wèn)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(gè)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(shí)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(hào)替代耐水性差的高堿玻璃纖維,，至今已成為我國(guó)玻纖工業(yè)兩大系列產(chǎn)品之一,。改革開放以來(lái)，我國(guó)玻纖工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展,，池窯拉絲等國(guó)際先進(jìn)的生產(chǎn)工藝已在我國(guó)生根,、開花、結(jié)果,。玻纖產(chǎn)品無(wú)論從產(chǎn)量,、品種和質(zhì)量上逐步縮小了與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家的差距。
在這大好發(fā)展的形勢(shì)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(wú)法克服的,，用它作增強(qiáng)制品,，最終只會(huì)損害用戶的利益，甚至危及生命,。我們希望全社會(huì)都來(lái)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(huì)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(shí)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(wú)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(shí)驗(yàn)中,，其析堿量高堿玻璃纖維是無(wú)堿的4.8倍,，中堿的202倍，為水解三級(jí),；耐堿性在0.5氫氧化鈉中失重,，高堿纖維是無(wú)堿纖維的4.2倍，是中堿纖維的2倍,，充分說(shuō)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(guò)程中,，空氣中存在的水汽通過(guò)吸附,、毛細(xì)管力作用，纖維表面或纖維與樹脂界面上均會(huì)吸附水,，它與纖維作用，堿金屬離子侵蝕出來(lái),，生成強(qiáng)堿性的氫氧化鈉（鉀）,，它們又無(wú)法帶走而留在纖維表面，進(jìn)一步演變成強(qiáng)堿溶液對(duì)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(shí)高堿纖維的失重是無(wú)堿的4.2倍,，中堿5號(hào)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(cè)定了三種纖維的脆性,，即測(cè)定纖維斷裂前結(jié)圈的直徑D，用D/d比值來(lái)表示脆性（d為纖維直徑）,，纖維越脆,，其比值越大。測(cè)定的結(jié)果是庫(kù)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(kù)存的無(wú)堿玻璃纖維的7.5倍,，中堿5號(hào)纖維的7倍。顯而易見,，一種沒(méi)有強(qiáng)度且變脆的纖維,，是絕對(duì)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(wú)機(jī)玻璃鋼等的增強(qiáng)材料是不可行的.
