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玄武岩纤维:“点石成金”的环保新材料!

时间:2022-03-17 11:02:51 点击:59次

“点石成金”曾是一种神话,一种比喻,如今这种梦想已经成真,人们用普通的石头-玄武岩,拉丝并制作出各种高级产品就是最典型的事例。在普通人眼里,玄武岩通常是公路、铁路、机场跑道所需的建筑石材,却很少有人知道,玄武岩还可抽丝制成绿色环保的高性能纤维产品,让“点石成金”的传说成为现实。

武岩纤维是一种无机硅酸盐,是在火山和熔炉里经过千锤百炼,从坚硬的岩石变成柔软的纤维。玄武岩纤维材料具有耐高温(>880 ℃)、耐低温(<-200 ℃) 、热传导系数低(隔热)、隔声、阻燃、绝缘、吸湿性低、抗腐蚀、抗辐射、断裂强度高、伸长率低、弹性模量高、质量轻等优异性能和优良的加工性能,完全属于全新的材料,且在正常生产加工过程中不产生有毒物质,无废气、废水、废渣排放,因而被称为21世纪无污染的“绿色工业材料和新材料”。


众所周知,地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成,而玄武岩就是火成岩中的一种,是由地下岩浆喷出在地表冷凝后形成的岩石,具有天然的化学稳定性。另外,玄武岩矿石是富集的、熔融的和质量均匀的单组元原料。所以,玄武岩纤维的生产原料是天然且现成的。从1840年英国威尔士人成功试制玄武岩岩棉,人类便开始了对玄武岩材料的探索和研究,到20世纪60年代,苏联玻璃钢与玻璃纤维科研院乌克兰分院根据苏联国防部的指令,着手研制玄武岩连续纤维,并于1985年实现了玄武岩连续纤维工业化生产。苏联解体后,设在基辅的研究和生产单位归属乌克兰,这样,当今世界掌握玄武岩纤维生产技术的国家主要源于乌克兰和俄罗斯。

近年来,美国、日本、德国等一些科技发达国家都加强了对这一新型非金属无机纤维的研究和开发,并取得了一些新成果,但能上规模生产的国家屈指可数,其产品远远满足不了社会的需求。我们国家从“八五”计划开始关注玄武岩连续纤维的研制工作,有关方面对玄武岩材料给予了重视,特别是一些有远见的企业家预感到这项事业的远大前景,纷纷关心乃至投入力量开展这项工作,全国相继建立了相关的研究机构或生产厂家,有的已生产出初级产品,为中国玄武岩纤维材料的发展奠定了一定的基础。


玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅强度高,而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外,玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少,对环境污染小,且产品废弃后可直接在环境中降解,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。


连续玄武岩纤维是预测期内形成增长快速的细分产品

玄武岩纤维有两种形式,即连续和离散型的玄武岩纤维。预计连续玄武岩纤维在预测期内的复合年增长率将更高,因为这些纤维用于各种应用,如汽车和运输、体育用品、风能、建筑和基础设施等终端用途的粗纱、织物和纱线、以及管道和坦克。连续纤维用于复合材料和非复合材料应用。

预计亚太地区在预测期内将成为玄武岩纤维的最大需求市场

亚太地区是领先的玄武岩纤维市场之一。不断增长的终端用户行业,如建筑和基础设施,汽车和运输以及风能,正在推动该地区的玄武岩纤维市场。该地区有许多玄武岩纤维及其产品制造商。该地区还有制造商,主要关注采用商业战略,以增加玄武岩纤维的产量,满足最终用户不断增长的需求。

目前,玄武岩纤维已被应用于建筑工程、防火隔热等多个领域。在防火隔热领域,近些年,绿色防火隔热材料逐渐受到人们的热捧。玄武岩纤维作为绿色材料,同时具备质轻、防火、隔热、美观等特点,成了防火隔热的首选材料。在汽车领域,玄武岩纤维不仅强度高、热稳定性好、不易损伤对耦、磨损低、摩擦系数稳定,而且价格适宜。玄武岩纤维应用于摩擦增强材料既有利于增加汽车摩擦材料的寿命,提高摩擦材料的使用温度,又能解决当前摩擦材料存在的各种不利因素,有利于解决传统汽车制动器出现的热衰退现象,进而减少交通事故的产生。在建筑工程领域,玄武岩纤维增强混凝土复合材料,保留了混凝土抗压强度高等优点,同时增加了材料的抗拉、耐磨和抗冲击等性能,在混凝土工程中起到加固补强、增强增韧、延长使用寿命等作用。