玻璃纖維是人造無機纖維的一種,因制法上的差異,產品有長絲和短纖維之別。長絲的直徑一致但纖維較粗玻璃纖維是人造無機纖維的一種,因制法上的差異,產品有長絲和短纖維之別。長絲的直徑一致但纖維較粗 (4-20μm)主要用于織布。少量以平行絲加強紙的方式用于造紙。一部分切成定長纖維用于制造加強材料。短纖維為粗、細、長、短都不等的混合纖維棉,通常稱為玻璃棉。早先的玻璃棉纖維雖比長絲細,但不符合現代造紙技術的要求,主要用于制造玻璃氈作保溫、隔熱、隔音等。
隨著生產技術的進步,纖維直徑向著超細方向發展。
主要用于織布。少量以平行絲加強紙的方式用于造紙。一部分切成定長纖維用于制造加強材料。短纖維為粗、細、長、短都不等的混合纖維棉,通常稱為玻璃棉。早先的玻璃棉纖維雖比長絲細,但不符合現代造紙技術的要求,主要用于制造玻璃氈作保溫、隔熱、隔音等。
隨著生產技術的進步,纖維直徑向著超細方向展。1950 年末美國海軍研究室用小于2μm的玻璃纖維在長網造紙機上抄紙成功,開創了用的玻璃纖維在長網造紙機上抄紙成功,開創了用100%玻璃纖維造紙的歷史。之后發現與植物纖維濾紙相比,這種紙具有很好的過濾性能,而且其耐熱、耐濕、耐霉、耐腐蝕和耐輻照的性能也很好,因而引起了各方面的興趣和重視。如今使用專為造紙開發的硼硅酸鹽型超細玻璃纖維玻璃纖維造紙的歷史。之后發現與植物纖維濾紙相比,這種紙具有很好的過濾性能,而且其耐熱、耐濕、耐霉、耐腐蝕和耐輻照的性能也很好,因而引起了各方面的興趣和重視。如今使用專為造紙開發的硼硅酸鹽型超細玻璃纖維(也稱超細玻璃棉,表1為其化學組成的一例)制成的濾紙已經完全代了早先的含石棉濾紙,成為制造防毒面具、高效(過濾效率>99.9%-99.99999%)及亞高效(99.0%-99.9%)空氣過濾器,過濾精度達到5μm,3μm甚至1μm的高精度液體過濾器以及高溫、高濕或腐蝕性流體過濾用濾紙的主流產品,在過濾材料中占有重要地位。
現將有關超細玻璃纖維的性質及超細玻璃纖維濾紙的過濾性能及其應用等分述于下。
一、超細玻璃纖維的平均直徑及其表示
法玻璃纖維平均直徑的大小不僅與成紙的過濾精度玻璃纖維平均直徑的大小不僅與成紙的過濾精度(濾出粒子的大?。┖瓦^濾效率有關,而且與造紙的難易相連,因此是一項很重要的參數,也是選擇原料玻璃棉的主要依據。
由于玻璃棉纖維平均直徑的測定比較費時且重復性不夠好,長期以來,多采用能夠簡單快速測得的叩解度來反映其平均纖維直徑。因為纖維直徑小、比表 面 積 大 則 濾速度慢,在打漿 度 儀 上 測 得的 叩 解 度 就 高和過濾效率有關,而且與造紙的難易相連,因此是一項很重要的參數,也是選擇原料玻璃棉的主要依據。
由于玻璃棉纖維平均直徑的測定比較費時且重復性不夠好,長期以來,多采用能夠簡單快速測得的叩解度來反映其平均纖維直徑。因為纖維直徑小、比表 面 積 大 則 濾水速度慢,在打漿 度 儀 上 測 得的 叩 解 度 就 高。
二、超細玻璃纖維的性質及造紙工藝特點
1白色、清潔
常用的超細玻璃纖維原料為叩解度36°SR以上的白色清潔玻璃棉,除含有約以上的白色清潔玻璃棉,除含有約 2%-7%不等的粗纖維和渣球外,無其他雜質,所以用于造紙時,既不用像石棉那樣需要洗滌,也不用像植物纖維那樣需要蒸煮和漂白,便可直接進入打漿工序。
2性脆
玻璃纖維是高溫急冷形成的玻璃體,材質很脆,特別是較粗的纖維稍微受力就易碎斷,因此打漿工藝與植物纖維有很大差別。例如用玻璃纖維是高溫急冷形成的玻璃體,材質很脆,特別是較粗的纖維稍微受力就易碎斷,因此打漿工藝與植物纖維有很大差別。例如用10L的高速解離機進行打漿時,短短的高速解離機進行打漿時,短短5-6min就可將其碎斷分散成均勻的纖維懸浮液。表就可將其碎斷分散成均勻的纖維懸浮液。表 3是超細玻璃棉在23L標準打漿機中進行輕刀、短時間打漿后叩解度和纖維 濕 重 的 變 化情況。
在 表標準打漿機中進行輕刀、短時間打漿后叩解度和纖維 濕 重 的 變 化情況。
在 表3所列條件下,打漿時 間 從所列條件下,打漿時 間 從60s提高到提高到90s,叩解度就上升,叩解度就上升6°SR,濕重減小近一半。由于玻璃纖維打漿時不吸水、不潤脹、不分絲帚化,因而打漿目的只限于使纖維束充分分散制成均勻的纖維懸浮液,因此其工藝特點只能是輕刀短時間打漿。
同樣,由于性脆的緣故,在抄紙過程中,玻璃纖維不能用兩個金屬輥直接加壓,避免紙的強度受損。
3比重大
玻璃纖維的比重約為植物纖維的1.62倍,在水中易下沉,因此必須十分關注纖維的均勻懸浮問題。另一方面,可以利用這一特點,使纖維懸浮液流經足夠長的沉砂盤除去其中的粗纖維和渣球。
4容重輕(10kg/立方米)左右,單位重量的超細玻璃棉在水中的體積比植物纖維大得多,因此打漿濃度不能大,否則將影響其循環與分散導致成漿質量下降。通常打漿濃度控制在單位重量的超細玻璃棉在水中的體積比植物纖維大得多,因此打漿濃度不能大,否則將影響其循環與分散導致成漿質量下降。通常打漿濃度控制在0.7%以下。
5表面光滑
玻璃纖維相互間沒有植物纖維那樣的結合力。雖然用 100%超細玻璃纖維能抄成紙,但強度很低(見表4)難以經受后部加工及使用過程中力的作用。因此采取措施對玻璃纖維紙增強具有重要的意義。