經過近80年的發(fā)展，玻璃纖維已成為用量大、應用廣的無機纖維材料之一,在增強、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位。近年來，隨著玻璃纖維產業(yè)的迅猛發(fā)展，應用領域的日趨廣泛,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、微型高速電子設備、化工、污染治理等領域不可或缺的新材料。
玻璃纖維起源于20世紀30年代,是一種性能優(yōu)異的無機非金屬新材料,具有絕緣性能好、機械強度高、耐熱性強、抗腐蝕性好等優(yōu)點,廣泛應用于汽車、電子、風力發(fā)電、造船、航空、建筑、石油、化工等方面，經過近80年的發(fā)展，玻璃纖維已成為
用量大、應用廣的無機纖維材料之一,在增強、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位。隨著玻璃纖維產業(yè)的迅速發(fā)展，應用領域日趨廣泛，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統(tǒng)一的概念，只是習慣上將高強玻纖、高模玻纖、高強高模玻纖、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，還要在外側玻璃中間空氣層側，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，改善居室內環(huán)境。外觀有八種色彩，富有極好的裝飾藝術價值。
建筑方面常用的高性能玻璃
在光學方面：Low-E玻璃,熱反射玻璃,棱鏡玻璃
在強度方面：鋼化玻璃、夾膠玻璃、夾絲玻璃
在熱傳導方面：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：高分子有機玻璃、防火玻璃、超白玻璃

材料之一，在增強、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位。近年來，隨著玻璃纖維產業(yè)的迅猛發(fā)展，應用領域的日趨廣泛，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、微型高速電子設備、化工、污染治理等領域不可或缺的新材料。

　　0前言玻璃纖維起源于20世紀30年代，是一種性能優(yōu)異的無機非金屬新材料，具有絕緣性能好、機械強度高、耐熱性強、抗腐蝕性好等優(yōu)點，廣泛應用于汽車、電子、風力發(fā)電、造船、航空、建筑、石油、化工等方面。經過近80年的發(fā)展，玻璃纖維已成為全球用量*大、應用*廣的無機纖維材料之一，在增強、絕緣、防腐、隔熱等方面具有不可動搖的地位m.隨著玻璃纖維產業(yè)的迅速發(fā)展，應用領域日趨廣泛，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統(tǒng)一的概念，只是習慣上將高強玻纖、高模玻纖、高強高模玻纖、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篼強高模玻璃纖維高強度高模量玻璃纖維屬于增強型玻璃纖維中的一種，是玻璃纖維中的尖端產品。與普通無堿玻璃纖維相比，高模高強玻璃纖維具有拉伸強度高、彈性模量高、抗沖擊性能好、化學穩(wěn)定性好、抗疲勞性好、耐高溫等優(yōu)良性能，可廣泛應用于航天、航空、兵器、艦船、化工、環(huán)保等對復合材料性能要求更苛刻的領域，如導彈發(fā)動機殼體、宇航飛機內襯、槍托、發(fā)射炮筒、防彈裝甲、高壓容器、大尺寸風機葉片等。隨著科技的發(fā)展，高強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)領域的需求量也在不斷擴大。

　　隨著時代的進步，民用復合材料市場對高強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的高強度高模量玻纖，其力學性能比S-2玻璃略低，但可實現(xiàn)較低成本的規(guī)?；a，填補了E玻璃纖維與S2玻璃纖維之間的性價比差距。

　　2009年，重慶國際復合材料有限公司推出了一種名為TM-glass的高強度高模量玻璃纖維。，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。

　　TM玻璃纖維浸膠紗強度約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的高強度高模量玻璃纖維，它們的各項性能指標與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)的技術進步，以及計算機、移動電話等電子產品的輕薄短小化、高速化的迅猛發(fā)展，預估全球電子行業(yè)對玻璃纖維及制品行業(yè)的需求將保持高速增長，年需求增長率將達電子信息產業(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；另一方面是產品功能上的增加，要求覆銅板不僅僅充當基板，還要承擔信號傳輸線功能，特性阻抗精度控制功能，在多層板中充當內藏無源元件功能等等。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鍵指標，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)，來達到新的要求。

　　而低介電常數(shù)電子布的制造技術，是一項多學科相互交叉、相互滲透、相互促進的高新技術。到目前為止，國外生產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1400C以上，熔化成形困難，生產難度太大，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大，但目前低介電玻璃纖維技術上還不是很成熟，現(xiàn)有的各種低介電玻璃纖維產品都存在著性能和成本（生產難度）難以調和的矛盾，無法滿足市場大規(guī)模應用的需要。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，其特點是耐化學性特別是耐酸性優(yōu)于無堿玻璃（E玻璃），但電氣性能差，機械強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，可經受堿性物質的長期侵蝕，主要是為了增強水泥而研制。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)，產量很小。

　　CORNING公司首先開發(fā)出來。ECR玻璃中不含B203和F2，同時加入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ECR玻璃耐熱性明顯提高，其軟化點約為880C890C，比E玻璃高50C左右。

　　另外，ECR玻璃的電絕緣性和力學性能也優(yōu)于普通E玻璃纖維。但與此同時，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玻璃纖維的應用范圍。

　　隨著玻璃纖維應用范圍的不斷擴大，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玻璃基礎上改進而成。它也不含B203，同時去掉了ECR玻璃配方中的ZnO，并將Ti02含量降到0.9%以下，而SiOPA1203含量適當提高。通過這些調整優(yōu)化，Advantex玻璃纖維既保留了ECR玻璃環(huán)保污染小、耐腐蝕能力強的優(yōu)點，同時力學性能和耐高溫性能也有進一步提高，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玻璃纖維的市場應用，尤其是在汽車消音器、風電葉片、壓縮天然氣瓶、高壓玻璃鋼管道、城市污水管道、汽車零部件等領域優(yōu)勢更為明顯。

　　進入21世紀后，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度耐腐蝕環(huán)保型玻璃纖維，如重慶國際復合推出的ECT玻璃纖維、巨石集團的E6玻璃纖維等，它們都具有與Advantex類似的優(yōu)異性能和良好性價比。

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

　　4結語2000年以后，玻璃纖維行業(yè)進入了發(fā)展的黃金時期，產量和市場需求量迅速增加，應用領域不斷擴大。同時，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。中國玻璃纖維產業(yè)經過近十年的發(fā)展，已成為全球*大的玻璃纖維生產基地，生產設備、工藝技術、產業(yè)工人、成本控制等方面也都已經不亞于國外水平。因此，我們應該積極抓住當前玻璃纖維產業(yè)升級換代的歷史機遇，在高性能玻璃纖維方面加強研發(fā)，努力掌握更多的主動權，將我國建設成玻璃纖維技術強國。