我们在制造玻璃钢船的时候,除了强调必须采用有船级社认证的玻璃纤维原料之外,还必须保证玻璃纤维为无碱玻璃纤维(E玻璃纤维),绝对不能使用高碱(A)玻璃纤维或者是(C)中碱玻璃纤维!否则就有可能造成严重的安全事故,导致船毁人亡的重大灾难发生!遗憾的是,一些无证无牌无资格造船的三无船厂,竟然偷偷的采用高碱或者中碱玻璃纤维来造玻璃钢船,这简直是谋财害命!为什么这样说呢?接下来小编将为大家详细讲述个中原因。
长期浸泡在海水或河水里的玻璃钢船,时刻都可能要接受强烈的阳光照射和空气中水分的浸蚀,实际上,在众多复合材料性能的影响因素中,以温度和湿度对玻璃纤维增强复合材料的性能影响最大,因此,我们考虑环境对玻璃钢船艇影响的时候,主要考虑的是湿热环境的影响,而水分是其中一个核心因素。
水分对复合材料内部纤维的影响有:对纤维的影响是不可逆影响,主要表现为由腐蚀引起纤维强度的损失和溶出。我们常用的玻璃纤维有无碱玻璃纤维和有碱玻璃纤维之分,玻璃纤维的主要化学成分是二氧化硅,玻璃纤维的化学稳定性又主要取决于其组成成分中的二氧化硅和碱金属氧化物的百分比含量。一般说来,组分中二氧化硅的存在能够提高玻璃纤维的化学稳定性,而组分中碱金属氧化物的存在则会降低玻璃纤维的化学稳定性。相比较而言,无碱玻璃纤维的耐水性能要比有碱玻璃纤维的好,因为含有碱金属化合物的硅酸盐较容易在水分的作用下发生水解反应。
玻璃纤维的化学稳定性是指它抵抗水、酸、碱等介质侵蚀的能力,目前大都是以受介质侵蚀前后的重量损失或析出的碱量来衡量其化学稳定性。渔船应用中的玻璃钢接触的介质主要是湖水、河水和海水,都是中性或十分接近中性的弱碱性介质,对该应用领域来说玻璃纤维的耐水侵蚀性是影响其使用寿命的关键。纯水对玻璃的侵蚀,开始的过程是碱金属离子与H+离子的离子交换,结果是水中H+离子减少而变成碱性,使网络解体,也就是使玻璃溶解。玻璃的非桥氧产生水解脱碱:
=Si-O-Na+H,O→=Si-OH+Na++OH
钠离子迁移的结果剩下氧,为了满足电场平衡,吸收水中的H+形成OH,它进一步与硅氧碱作用:
=Si-O-Si=+OH→Si-OH+
=Si-O形成一个末端结构=Si,玻璃被浸析速度不仅与网络中所含游动离子量有关,而且这些离子的种类对﹣O-,电价不平衡又与水作用:
≡Si-0+H,0→≡Si-OH+OH
这就是Charks的钠钙硅酸盐玻璃受水侵蚀的理论,该理论同样在无碱玻纤中也有一定的适用性。由于玻璃中的易侵蚀离子的脱离,表面形成多孔的高硅膜。侵蚀介质的浸入和产物的扩散以及沥滤高硅膜的溶解速度决定了玻璃的耐水性。
因此水的侵蚀是一种综合性的过程,其溶解过程和机理与玻璃的组成和温度密切相关。实验证明,在低温和短时间内以离子交换为主,而由此造成了网络解体后就是网络溶解起决定作用了。一般条件下,纯石英玻璃耐水侵蚀性是稳定的,因为它不含可游动的阳离子,但也有少量SiO2被溶出。表1列出了常用玻璃纤维的耐水性对比数据。
表1中可以看出,E(无碱)玻璃纤维的耐水性优于C(中碱)和A(高碱)玻璃纤维。E玻璃纤维属于I级水解级,C 玻璃纤维属于II级水解级,A玻璃纤维属于III级水解级。
从表2也可以看出 E(无碱)玻璃纤维的机械强度、防老化性、电绝缘性、树脂渗透性、耐热性都优于C(中碱)和A(高碱)玻璃纤维。
因此从玻璃钢渔船的使用寿命和安全性等方面考虑,必须选用无碱玻璃纤维(E玻璃纤维),作为增强材料制造玻璃钢渔船。
附录:玻璃纤维的分类
1、按照玻璃成分来分
E玻璃纤维:无碱玻璃纤维,碱金属氧化物含量小于0.8%,
特点:化学性能稳定、电绝缘性能优异、机械强度好
C玻璃纤维:中碱玻璃纤维,碱金属氧化物含量为11.6%-12.4%
其特点是耐酸性优于无碱玻璃纤维,但电气性能差,机械强度低于无碱玻璃纤维10%~20%
A玻璃纤维:高碱玻璃纤维,碱金属氧化物含量16%以上,也称陶土玻纤,力学性能远低于无碱和中碱,而且不耐水侵蚀,在大气中的水分侵蚀下,制品会很快变脆。是我国玻纤工业早期产品,现已趋于淘汰。国家已明确取消陶土坩埚生产的高碱纤维制品,它不能作为玻璃钢的增强材料。但高碱玻璃纤维的耐酸性比中碱更好,保护纤维表面免受水分侵蚀,非陶土坩埚生产的高碱纤维也可用于制作耐酸制品。(注:本文是根据资料整理,转载需同意)
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