經(jīng)過近80年的發(fā)展，玻璃纖維已成為用量大、應(yīng)用廣的無機(jī)纖維材料之一,在增強(qiáng)、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位。近年來，隨著玻璃纖維產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的日趨廣泛,各種高性能玻璃纖維不斷涌現(xiàn),其中又以高強(qiáng)高模玻纖、耐腐蝕玻纖和低介電玻纖的研究和開發(fā)為熱門。它們以其優(yōu)異的特性，成為航空航天、新能源、車輛輕量化、高頻高保真通信、微型高速電子設(shè)備、化工、污染治理等領(lǐng)域不可或缺的新材料。
玻璃纖維起源于20世紀(jì)30年代,是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬新材料,具有絕緣性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于汽車、電子、風(fēng)力發(fā)電、造船、航空、建筑、石油、化工等方面，經(jīng)過近80年的發(fā)展，玻璃纖維已成為
用量大、應(yīng)用廣的無機(jī)纖維材料之一,在增強(qiáng)、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位。隨著玻璃纖維產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，人們對玻璃纖維的性能要求也越來越高。為了滿足市場的需求,各種高性能玻璃纖維不斷涌現(xiàn)。但到目前高性能玻璃纖維并沒有一個(gè)統(tǒng)一的概念，只是習(xí)慣上將高強(qiáng)玻纖、高模玻纖、高強(qiáng)高模玻纖、低介電玻纖、耐腐蝕玻纖等性能明顯優(yōu)于普通玻纖的一類玻璃纖維統(tǒng)稱為高性能玻璃纖維。其中高強(qiáng)高模玻纖、耐腐玻纖和低介電玻纖是目前研究和開發(fā)為熱門的高性能玻璃纖維，

髙性能中空玻璃除在兩層玻璃之間封入干燥空氣之外，還要在外側(cè)玻璃中間空氣層側(cè)，涂上一層熱性能好的特殊金屬膜，它可以阻隔太陽紫外線射入到室內(nèi)的能量。其特性是有較好的節(jié)能效果、隔熱、保溫，改善居室內(nèi)環(huán)境。外觀有八種色彩，富有極好的裝飾藝術(shù)價(jià)值。
建筑方面常用的高性能玻璃
在光學(xué)方面：Low-E玻璃,熱反射玻璃,棱鏡玻璃
在強(qiáng)度方面：鋼化玻璃、夾膠玻璃、夾絲玻璃
在熱傳導(dǎo)方面：中空玻璃、真空玻璃、惰性氣體玻璃
在外觀方面：彩色夾膠玻璃、彩釉玻璃、腐蝕玻璃、雕刻玻璃
在使用性方面：高分子有機(jī)玻璃、防火玻璃、超白玻璃

材料之一，在增強(qiáng)、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位。近年來，隨著玻璃纖維產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域的日趨廣泛，各種高性能玻璃纖維不斷涌現(xiàn)，其中又以高強(qiáng)高模玻纖、耐腐蝕玻纖和低介電玻纖的研究和開發(fā)*為熱門。

　　它們以其優(yōu)異的特性，成為航空航天、新能源、車輛輕量化、高頻高保真通信、微型高速電子設(shè)備、化工、污染治理等領(lǐng)域不可或缺的新材料。

　　0前言玻璃纖維起源于20世紀(jì)30年代，是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬新材料，具有絕緣性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、風(fēng)力發(fā)電、造船、航空、建筑、石油、化工等方面。經(jīng)過近80年的發(fā)展，玻璃纖維已成為全球用量*大、應(yīng)用*廣的無機(jī)纖維材料之一，在增強(qiáng)、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位m.隨著玻璃纖維產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，人們對玻璃纖維的性能要求也越來越高。為了滿足市場的需求，各種高性能玻璃纖維不斷涌現(xiàn)。但到目前高性能玻璃纖維并沒有一個(gè)統(tǒng)一的概念，只是習(xí)慣上將高強(qiáng)玻纖、高模玻纖、高強(qiáng)高模玻纖、低介電玻纖、耐腐蝕玻纖等性能明顯優(yōu)于普通玻纖的一類玻璃纖維統(tǒng)稱為高性能玻璃纖維。其中高強(qiáng)高模玻纖、耐腐蝕玻纖和低介電玻纖是目前研究和開發(fā)*為熱門的高性能玻璃纖維。

　　1篼強(qiáng)高模玻璃纖維高強(qiáng)度高模量玻璃纖維屬于增強(qiáng)型玻璃纖維中的一種，是玻璃纖維中的尖端產(chǎn)品。與普通無堿玻璃纖維相比，高模高強(qiáng)玻璃纖維具有拉伸強(qiáng)度高、彈性模量高、抗沖擊性能好、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗疲勞性好、耐高溫等優(yōu)良性能，可廣泛應(yīng)用于航天、航空、兵器、艦船、化工、環(huán)保等對復(fù)合材料性能要求更苛刻的領(lǐng)域，如導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)殼體、宇航飛機(jī)內(nèi)襯、槍托、發(fā)射炮筒、防彈裝甲、高壓容器、大尺寸風(fēng)機(jī)葉片等。隨著科技的發(fā)展，高強(qiáng)度高模量玻璃纖維在汽車、軌道交通、光纜、耐溫材料、摩擦材料等工業(yè)領(lǐng)域的需求量也在不斷擴(kuò)大。

　　隨著時(shí)代的進(jìn)步，民用復(fù)合材料市場對高強(qiáng)高模玻璃纖維的需求日趨迫切。

　　2006年OCV推出了一種商品名為HiPer-tex高性能無堿玻璃纖維，其彈性模量約為85GPa.與傳統(tǒng)E玻璃纖維相比，其強(qiáng)度提高30%，模量提高17%，線性熱膨脹系數(shù)降低30%，抗疲勞性提高近10倍，抗沖擊性、耐熱性、耐腐蝕性也都大幅優(yōu)化。

　　HiPer-tex玻璃纖維是一種主要由硅、鋁、鈣和鎂的氧化物組成的玻璃，其化學(xué)組成包括大約61%的Si02、19%的A1203和9%的CaO和10%的MgO.成形溫度1335C，液相線溫度1239C，軟化點(diǎn)約為923C.另外，針對民用市場，2008年AGY公司也推出一種名為S-1玻璃711的高強(qiáng)度高模量玻纖，其力學(xué)性能比S-2玻璃略低，但可實(shí)現(xiàn)較低成本的規(guī)?；a(chǎn)，填補(bǔ)了E玻璃纖維與S2玻璃纖維之間的性價(jià)比差距。

　　2009年，重慶國際復(fù)合材料有限公司推出了一種名為TM-glass的高強(qiáng)度高模量玻璃纖維。，它屬于Si02Al203-Ca0-Mg0系玻璃，不含B203，成形溫度約12701300C，液線線溫度約1190-1240C，可以在現(xiàn)代玻璃池窯中大規(guī)模生產(chǎn)。

　　TM玻璃纖維浸膠紗強(qiáng)度約2700MPa，比普通E玻纖高出22%左右，模量高出15%，耐熱性、抗疲勞性性和耐腐蝕性能也都具有顯著優(yōu)勢。

　　2010年，中國化建巨石集團(tuán)和泰山玻璃纖維有限公司也分別推出了名為ViPro和GMG的高強(qiáng)度高模量玻璃纖維，它們的各項(xiàng)性能指標(biāo)與HiPer-tex玻璃纖維比較接近。

　　2低介電玻璃纖維低介電玻璃纖維屬于電子級玻璃纖維的一種。近年來，由于IT行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，以及計(jì)算機(jī)、移動電話等電子產(chǎn)品的輕薄短小化、高速化的迅猛發(fā)展，預(yù)估全球電子行業(yè)對玻璃纖維及制品行業(yè)的需求將保持高速增長，年需求增長率將達(dá)電子信息產(chǎn)業(yè)的飛躍發(fā)展，對玻璃纖維及電子布、覆銅板（CCL）、印刷電路板（PCB）提出了更高的要求，一方面是產(chǎn)品性能上的提升，要求信號傳輸高頻、高保真、高保密；另一方面是產(chǎn)品功能上的增加，要求覆銅板不僅僅充當(dāng)基板，還要承擔(dān)信號傳輸線功能，特性阻抗精度控制功能，在多層板中充當(dāng)內(nèi)藏?zé)o源元件功能等等。而持續(xù)不斷的高頻化，已將PCB的低介電常數(shù)（介電常數(shù)Dk是影響通信傳播速度的關(guān)鍵指標(biāo)，Dk越小通信傳播速度越快，Dk越大通信傳播速度越慢。）推到了極限。通過改進(jìn)樹脂、成型工藝來降低Dk的空間己非常有限，迫切需要降低玻璃的介電常數(shù)，來達(dá)到新的要求。

　　而低介電常數(shù)電子布的制造技術(shù)，是一項(xiàng)多學(xué)科相互交叉、相互滲透、相互促進(jìn)的高新技術(shù)。到目前為止，國外生產(chǎn)低介電玻璃纖維的單位主要是法國Vetrotex公司、美國Erskinegelous公司、日本日東紡織株式會社、美國AGY公司等少數(shù)幾家。

　　早期的低介電常數(shù)玻璃纖維也稱為D玻璃，其主要成分約為73% Si02，22%B203，3%R20.D玻璃纖維介電性能非常好，10GHz頻率下，其介電常數(shù)約為4. 2，介電損耗系數(shù)約為0.006，而同等條件下E玻璃介電常數(shù)約為6. 8，介電損耗系數(shù)約為0.007.但D玻璃成形溫度高達(dá)1400C以上，熔化成形困難，生產(chǎn)難度太大，成本非常高。而且制品CCL的鉆孔性、耐熱性、耐水性差，因而難以在PCB中廣泛推廣應(yīng)用2009年，美國AGY公司也推出一種用于印制電路板的低損耗玻璃纖維紗L-Glass據(jù)稱這種L玻璃纖維的低介電常數(shù)和低損耗因數(shù)性能適用于要求比E玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧材料更高信號速度和信號完整性的電路板。L玻璃含有52%60% CaO，成型溫度不超過1400C.在10GHz頻率下，L玻璃纖維的介電常數(shù)為4. 8，損耗因數(shù)為0.005.而且L玻璃纖維的熱膨脹系數(shù)為3.9pPm/C（E玻璃纖維的熱膨脹系數(shù)為5.4ppm/C），與硅材料的膨脹系數(shù)更接近，這使L玻璃纖維成為1C封裝基板的理想材料。

　　雖然由于電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，市場上對低介電玻璃纖維的需求不斷擴(kuò)大，但目前低介電玻璃纖維技術(shù)上還不是很成熟，現(xiàn)有的各種低介電玻璃纖維產(chǎn)品都存在著性能和成本（生產(chǎn)難度）難以調(diào)和的矛盾，無法滿足市場大規(guī)模應(yīng)用的需要。未來在降低玻璃介電常數(shù)（高頻下），減小玻璃纖維成型難度方面還有許多工作要做。

　　3耐腐蝕性玻璃纖維耐腐蝕性玻璃纖維從廣義上講包括C玻璃、AR玻璃、ECR玻璃等。

　　其中C玻璃屬于中堿玻璃，含有約8. 5%的堿金屬，其特點(diǎn)是耐化學(xué)性特別是耐酸性優(yōu)于無堿玻璃（E玻璃），但電氣性能差，機(jī)械強(qiáng)度低于無堿玻璃纖維10%20%，一般用于低端建筑材料，逐漸被無堿玻璃所取代。

　　AR玻璃也稱耐堿玻璃纖維，可經(jīng)受堿性物質(zhì)的長期侵蝕，主要是為了增強(qiáng)水泥而研制。它屬于Si02-Zr02-R20系統(tǒng)，典型組成為60. 7%的SiO」，21，。5%的Zr02，17.8%的120.目前AR玻璃纖維基本只用于水泥工業(yè)，產(chǎn)量很小。

　　CORNING公司首先開發(fā)出來。ECR玻璃中不含B203和F2，同時(shí)加入2%-4%的Ti02，1.5%4%的MgO，以及1%5.5%的ZnO.與普通E玻璃纖維相比，ECR玻璃*顯著的特點(diǎn)就是耐水性和耐酸性特別好，至少提高10倍以上；耐堿性也優(yōu)于E玻璃23倍。同時(shí)ECR玻璃耐熱性明顯提高，其軟化點(diǎn)約為880C890C，比E玻璃高50C左右。

　　另外，ECR玻璃的電絕緣性和力學(xué)性能也優(yōu)于普通E玻璃纖維。但與此同時(shí)，ECR玻璃纖維成型難度也在增加，其成型溫度和液相線溫度平均上升了50C左右。另外由于ECR玻璃中以02含量較高，使得玻璃纖維的顏色偏深，這在一定程度上限制了ECR玻璃纖維的應(yīng)用范圍。

　　隨著玻璃纖維應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，客戶對玻璃纖維綜合性能的要求也越來越高。為了滿足市場需要，1997年美國OWENSCORNING公司率先推出了Advantex玻璃纖維。Advantex玻璃纖維也是無堿玻璃，是在ECR玻璃基礎(chǔ)上改進(jìn)而成。它也不含B203，同時(shí)去掉了ECR玻璃配方中的ZnO，并將Ti02含量降到0.9%以下，而SiOPA1203含量適當(dāng)提高。通過這些調(diào)整優(yōu)化，Advantex玻璃纖維既保留了ECR玻璃環(huán)保污染小、耐腐蝕能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)力學(xué)性能和耐高溫性能也有進(jìn)一步提高，而且原料成本更低，玻璃顏色更淺。因此，綜合來看，Advantex玻璃纖維具有更好的性價(jià)比，可廣泛代替?zhèn)鹘y(tǒng)E玻璃纖維和絕大部分ECR玻璃纖維的市場應(yīng)用，尤其是在汽車消音器、風(fēng)電葉片、壓縮天然氣瓶、高壓玻璃鋼管道、城市污水管道、汽車零部件等領(lǐng)域優(yōu)勢更為明顯。

　　進(jìn)入21世紀(jì)后，中國的玻璃纖維行業(yè)高速發(fā)展，各大制造商也先后推出了類似的高強(qiáng)度耐腐蝕環(huán)保型玻璃纖維，如重慶國際復(fù)合推出的ECT玻璃纖維、巨石集團(tuán)的E6玻璃纖維等，它們都具有與Advantex類似的優(yōu)異性能和良好性價(jià)比。

　　目前幾大玻璃纖維制造企業(yè)都在醞釀擴(kuò)大這種新型玻璃纖維的產(chǎn)能，相信隨著市場的成熟，它們將逐漸取代傳統(tǒng)E玻璃。

　　4結(jié)語2000年以后，玻璃纖維行業(yè)進(jìn)入了發(fā)展的黃金時(shí)期，產(chǎn)量和市場需求量迅速增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。同時(shí)，由于市場的多元化，各種新型高性能玻璃纖維也在不斷涌現(xiàn)。它們以其優(yōu)異的特性，備受人們的期待和歡迎。隨著技術(shù)的不斷成熟和完善，高性能玻璃纖維肯定將成為市場的主流。中國玻璃纖維產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近十年的發(fā)展，已成為全球*大的玻璃纖維生產(chǎn)基地，生產(chǎn)設(shè)備、工藝技術(shù)、產(chǎn)業(yè)工人、成本控制等方面也都已經(jīng)不亞于國外水平。因此，我們應(yīng)該積極抓住當(dāng)前玻璃纖維產(chǎn)業(yè)升級換代的歷史機(jī)遇，在高性能玻璃纖維方面加強(qiáng)研發(fā)，努力掌握更多的主動權(quán)，將我國建設(shè)成玻璃纖維技術(shù)強(qiáng)國。