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                  玄武岩纖維在阻燃防護領域的發展現狀

                       玄武岩纖維(Basalt Fiber,簡稱BF),是一種新型無機環保高性能材料,顔色一般爲褐色,有些似金色。它是由SiO2、Al2O3、CaO、FeO等氧化物,以及少量雜質組成的,纖維中的每一組分都有其特定的性能。玄武岩連續纖維玄武岩纖維作爲一種增強材料,不僅穩定性好,具有優異的力學性能和耐腐蝕性能,此外,還有絕緣性好、絕熱隔音性能優異、透波性能好等優點。因爲玄武岩礦石本身給與了玄武岩纖維諸多優良的性能,所以玄武岩纖維自身具有很高的耐久性和優良的力學性能,這些優點在軍用和民用領域都非常實用。

                   

                       目前,用玄武岩纖維紡紗編織成的防火布已經用于阻燃隔熱防護服、滅火毯的制作,産品主要應用于消防、冶金、軍工等行業。玄武岩纖維的潛在市場是替代玻璃纖維。在建築加固領域上,玄武岩纖維性能接近碳纖維,價格卻比碳纖維低幾倍甚至幾十倍,在國內的土木工程中可以部分替代價格昂貴的碳纖維用于結構加固補強,降低我國結構加固工程對碳纖維的依存度。在複合材料方面,它可以與各種樹脂複合形成複合材料可作爲結構材料的應用,可用于風機葉片、車船體結構、耐蝕耐壓管道及儲罐,以及印刷電路板基材等。

                   

                  現狀與不足

                   

                       玄武岩在我國分布較廣、價格便宜,其纖維制造成本低,相對化學纖維、玻璃纖維、碳纖維等有較爲明顯的綜合優勢,替代潛力大,是一種高科技含量和高附加值的新産品。

                   

                       近些年,綠色防火隔熱材料逐漸受到人們的關注。玄武岩纖維作爲綠色材料,成爲了防火隔熱的首選材料,其具備質輕、防火、隔熱、美觀等特點。由玄武岩纖維織物層、耐高溫橡膠層、聚酯纖維膜層、氣相沉澱鋁反射層和阻燃粘膠與Basofil混紡織物層組成的玄武岩纖維複合防火隔熱材料擁有良好的阻燃隔熱耐高溫性能,在高溫環境下,能夠吸收一部分熱量,隔熱效果更好,同時不會燃燒,可以起到更好的防護作用,應用于消防、石油化工、軍事和冶金等領域。

                   

                       據東北大學高分子材料學院教授齊風傑介紹,利用玄武岩纖維制成的防火布,耐高溫、隔熱效果好,耐溫可高達650℃,極限氧指數大于68,大大優于芳綸等有機纖維,特別適合制備工業用防火簾。玄武岩纖維防火布在1000℃火焰作用下,不會發生變形及爆裂現象,耐火時間可以保持在1 小時以上。在潮濕、蒸氣、煙霧、含化學氣體的環境下同樣可以起到防護作用。此外,如果將玄武岩纖維與其它纖維混紡,可制成更高規格的阻燃防火布面料,用于特種部隊相關裝備具有明顯優勢。

                   

                       在國內,目前有多家玄武岩織物的生産廠家所生産的玄武岩面料已經具有相當大的規模,實現了産業化生産,其生産的玄武岩防火布、玄武岩纖維布在性能上非常優越,它們可以用來設計研發新型的阻燃防護服裝。在防火隔熱産品中方面,玄武岩織物也有廣泛的應用,例如:用于防火卷簾、滅火毯等,廣泛的應用于工廠、辦公室和家庭,爲人們緩解了更多現實中的安全隱患。

                   

                       從目前市場應用來看,國外一直將杜邦公司的Kevlar、Nomex、Teflon 纖維作爲防火布的首選原料,以上3 種原料雖然具有抗高溫、抗化學反應的性能,但其在370℃以上的高溫下會發生碳化和分解現象。而玄武岩纖維防火布是用GBF 公司的7μm~9μm 連續玄武岩纖維細紗編織而成,並且經過了耐高溫、無毒害的塗層處理,不會出現熔融滴落、熱收縮現象,亦不會有有毒氣體排出,完全可以成爲Kevlar、Nomex、Teflon 等防火纖維布強有力的替代産品。

                   

                       玄武岩纖維在生産過程中成絲難度大、工藝控制難,在某些領域限制了玄武岩纖維産業用紡織品的發展。目前全世界僅有俄羅斯、烏克蘭、中國等少數幾個國家掌握了該生産技術,全世界的總産量不足3500噸,我國企業經過艱苦探索與實踐,攻克了玄武岩纖維的制造技術難關,並已批量生産形成一定市場規模。

                   

                  建議

                   

                       玄武岩纖維具有優異的熱防護性能和機械性能,但是,多方面的數據也顯示玄武岩纖維的最大缺點是密度比其他纖維略大。因此,在玄武岩的應用方面應該充分加強玄武岩纖維的研發能力和生産技術水平,在進行織物組織和結構的設計上進行合理的選擇工藝參數,以免由于紡織品過重對勞動者或使用者産生額外的勞動負荷,從而將具有良好熱防護性能的玄武岩織物應用于阻燃防護領域,也將起到物盡其用、事半功倍的效果。

                   

                       高性能阻燃纖維在高新産業、尖端技術和特種裝備領域有著廣泛應用,但在市場需求量大的工業、民用領域應用卻比較少,主要原因是其品種較少、價格較高、服用性能較差。玄武岩纖維的極限氧指數極高,且爲無機纖維,燃燒無有害氣體排放,但其價格較高,服用性能較差,可考慮與其它纖維混紡,使混紡織物既具有高阻燃性,又能降低甚至杜絕燃燒反應中有害氣體的排放,如利用玄武岩纖維的阻燃性和棉的舒適性、吸濕透氣性相結合,按一定比例混紡,既能保證面料有良好的阻燃性,又有良好的舒適性、環保的同時還能提高産品的服用性能。

                   

                       企業與科研院所應該注重開發新品種,擴大産能和降低成本,並改善其服用性能,同時開拓高性能阻燃纖維由高端産業向工業、民用領域延伸的渠道,讓其展現出越來越強的生命力。

                   

                       玄武岩纖維作爲一種高性能新型纖維,具有性能優勢、技術優勢和成本優勢。目前,我國玄武岩纖維的研發水平與發達國家還有差距,如何將玄武岩纖維的三大優勢得到很好的轉化,需要進一步完善和優化玄武岩纖維的性能和生産技術。同時,加強産業用紡織品表面改性技術以提高其力學性能和對環境的抗老化性能,開發出具有競爭力和差異化的新産品,拓寬應用範圍,加大市場推廣,讓玄武岩纖維能夠更快更好的發揮其優勢,促進相關領域産品的升級換代。

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