21世紀的新型環保纖維--玄武巖纖維

　　連續玄武巖纖維具有優良的力學性能、熱穩定性、化學穩定性和電絕緣性能。定長纖維具有優良的耐熱性、熱振穩定性、化學穩定性和優良的隔熱吸音性能，因此具有廣闊的應用前景。制備連續玄武巖纖維的原料玄武巖（見圖2），是由巖漿形成的基本礦石，是一種硬而致密的深色火山巖，主要礦物質是斜長石，在俄羅斯烏拉爾山脈、美國西部、印度尼西亞、菲律賓、越南等地有廣泛礦藏分布。我國的黑龍江、寧夏、四川、山東、河北等地也有豐富的儲量。而玻璃纖維則由葉臘石、石英砂、石灰石、硼鈣石、硼鎂石、螢石等原料制成。由于玄武巖熔化過程中沒有硼和其他堿金屬氧化物排出，使連續玄武巖纖維制造過程的池爐排放煙塵中無有害物質析出，不向大氣排放有害氣體，無工業垃圾及有毒物質污染環境。它在很大程度上可代替玻璃纖維，被廣泛用于航天航空、石油化工、汽車、建筑等多領域，因而，連續玄武巖纖維被譽為21世紀“火山巖變絲”、“點石成金”的新型環保纖維。
　　增強復材的競爭性材料
　　采用天然耐火玄武巖擠出的連續纖維，在幾乎所有的用途方面都可以用來替代石棉纖維。近10年，玄武巖纖維已成為增強復合材料的競爭性材料。雖然目前玄武巖纖維尚未得到廣泛使用，但已逐漸進入消費者視線，價位處于高強玻璃纖維和無堿玻璃纖維之間,但卻有著與高強玻璃纖維相似的性能。玄武巖礦石原料不僅廉價且隨地可取，其價格僅相當于鋪路石料價，占玄武巖纖維生產成本的3%～5%，而生產玄武巖纖維只是將礦石在熔化爐中進行熔化后進入接絲漏板纖維成形，這就是連續玄武巖纖維生產的全部工藝過程。與玻璃纖維一樣，玄武巖纖維也是用鉑銠合金漏板拉制而成。在纖維冷卻時涂覆浸潤劑，纖維送入拉絲設備和卷繞設備，然后繞在紗筒上。
　　由于玄武巖纖維比玻璃纖維更有磨損性，價格昂貴的漏板需要經常整修。隨著漏板的磨損，漏板上的圓孔會變得不均勻，進而影響了工藝控制，如不進行定期維修，不圓的孔徑會導致纖維直徑不在正常范圍之內，生產出的無捻粗紗也無法預測斷裂荷載。由于在加工和維修方面存在上述差異，使玄武巖纖維的生產成本超過了無堿玻璃纖維，但是玄武巖纖維的支持者稱它在復合材料用途中明顯優于無堿玻璃纖維。玄武巖短切氈、無捻粗紗和單向織物比同類型的無堿玻纖產品有著更高的斷裂載荷和更高的楊氏模量（材料的剛性參數）。近年飛速發展的風力發電機葉片產業受材料剛性左右的因素日益突出。玄武巖纖維的模量和拉伸強度分別比無堿玻纖高15%和25%，因而將成為1.5兆瓦或2兆瓦風力發電機葉片承力部位的理想材料。
　　玄武巖纖維的特性與應用