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玻璃纤维棉毡应用到航空领域

玻璃纤维棉毡玻璃纤维棉毡

玻璃纤维棉材料因其轻质、耐高温、耐腐蚀和保温隔声性能优异等特点被广泛应用于航空、航天、船舶等高技术领域,是飞机、火箭及航母等高端运载工具必不可少的隔音隔热功能性材料,也是一个国家玻璃纤维棉工业发展水平的重要标志。中国制造的玻璃纤维棉丝产品直径大、棉毡容重高并且耐水性差,保温隔声效果一般,只能作为建筑墙体和热力管道的保温隔音材料,广泛应用于民用领域,每吨仅2 000~5 000元。然而中国客机、高铁等民用高端领域所用的节能降噪玻璃纤维棉毡均从美因公司进口,每吨高达20余万元,且对中国军工产品实行禁运。因此,研究玻璃纤维棉毡制备工艺,探讨玻璃纤维棉毡结构对保温隔声性能的影响,开发航空级超细玻璃纤维棉毡,对于发展中国航空航天事业具有重要的战略意义。
玻璃棉属于玻璃纤维中的一个类别,是一种人造无机纤维。其制备工艺是先采用石英砂、石灰石和自云石等天然矿石为主要原料,配合纯碱、硼砂等化工原料熔融成玻璃液,然后借助离心等特殊技术吹制成絮状细纤维棉。这种纤维棉与长的玻璃纤维不同,长度较短,在10 cm以下,且棉中纤维丝与纤维丝之间互相缠绕在一起,为立体交叉状态,因而在棉毡中呈现出许多细小的孔隙,把空气隔离成一个一个小的单胞?掌筒AФ季哂械偷既认凳,多层立体交错棉丝又限制了空气的快速流动和扩散,即降低了空气的热对流,因而使棉毡具有良好的绝热、吸声性能。
航空级超细玻璃纤维棉毡的研制是一个系统而复杂的工程,棉毡的隔音、隔热性能不仅取决于纤维丝的成份、直径与分布,还与棉毡的容重、组织形态和分布结构密切相关。而棉丝和棉毡的结构都受控于制备技术,如玻璃熔制方法、火焰喷吹方法、集棉方法、喷胶方法和固化方法等。因此玻璃棉的制备过程属于玻璃棉公司核心技术一般由核心团队管理与控制。
玻璃纤维棉毡的制备工艺主要有4种:压缩空气垂直喷吹工艺、微旋风法工艺、火焰喷吹工艺和离心喷吹工艺,其中火焰喷吹工艺和离心喷吹工艺是日前较为成熟且广泛使用的方法。垂直喷吹工艺制各的棉纤维直径较大、长度短、棉毡撕裂强度非常低,己逐渐淘汰;微旋风工艺技术还处于实验室研发和工程验证阶段,尚未得到普及;离心喷吹工艺容易实现检测和自动化、工艺成熟稳定并且产量大,但是玻璃纤维棉平均直径很难做到3 μm以下,纤维结构排布较差,保温隔声性能很难提升;火焰喷吹工艺能够生产纤维直径在0. 1μ m以下的玻璃纤维棉毡,保温隔声性能优异。

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