玻璃纖維是一種性能優異的無機非金屬纖維材料。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗、織布等工藝制造成的,其絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好,機械強度高。玻璃纖維是非常好的金屬材料替代材料,已經被廣泛應用于建筑、交通、電子、電氣、化工、防護、冶金、環境保護、國防等行業。
目前,我國不但是全世界最大的玻璃纖維消費國,同時玻璃纖維的產量也占到全世界總量的50%以上。但是,和歐美發達國家相比我國的玻璃纖維行業尚有較大差距。技術上引進、仿制多,自主知識產權少,多數企業技術裝備相對低下,整體生產效率比較低,新產品開發力不強等問題都是客觀存在的。同時,玻璃纖維產品的整體質量仍然有待提高。盡快走上由大變強的路子,已經是我國玻璃纖維行業迫在眉睫的事情了。
跌跌撞撞,發展坎坷
在非天然纖維中,我國的玻璃纖維工業化生產實際上算起步比較早的。上個世紀五十年代末期,六十年化初我國玻璃纖維生產就已經逐步完善,建成獨立的工業體系。不過當時是全部照搬前蘇聯玻璃纖維生產工藝技術,采用石乳劑浸潤劑,生產無堿玻璃纖維,用于玻璃纖維增強塑料(俗稱:玻璃鋼),主要產品是電絕緣用層壓布,為軍工配套服務。到了六十年代中期,玻璃纖維就已經開始轉向民用。
我國玻璃纖維從產量小、用途窄、需求量小到逐步發展壯大乃至于到現在跟老百姓的生活息息相關。其中的每一步進程都跟我國改革開放,經濟高速發展密不可分。說到玻璃纖維制品進入普通老百姓的生活過程,這其中還有一個非常有意思的故事。
上世紀70年代末80年代初,我國吹響了改革開放,發展經濟的號角。隨之而來的是原本“遙不可及”的電視機、收錄機、電冰箱等電子產品開始進入平常百姓家。廣大人民群眾對這些家用電器的需求量也幾乎就在一夜之間迸發了出來。然而,當時我國的家用電器產量卻遠遠不能滿足市場需要。以至于一度購買家電還需要憑票,不少人想盡辦法,找盡熟人甚至不惜頂著“開后門”的嘲諷也要搞到一張電視票、冰箱票。實在沒有辦法的老百姓,就只能半夜到百貨公司排隊等候,但大部分時候仍然買不到自己希望的家電。
當時家用電器產量低,無法滿足市場需求的原因是多種多樣的。但是,其中跟玻璃纖維相關的,生產家用電器必須的一種重要產品“玻璃布基覆銅板”嚴重缺乏也是主要原因之一。
一方面是國產玻璃布基覆銅板基本上生產不出來,另外一方面是若全部采用進口玻璃布,又因為其價格昂貴,將會導致電子產品成本大幅度上升,勢必影響電子產品的發展。為此,80年代初當時的電子工業部向我國玻璃纖維行業發出了緊急呼吁,這才引起了相關主管部門的重視,立即向國內主要的玻璃纖維生產廠家發出了研制、量產覆銅板用玻璃基布的指示。至此,我國各行各業對玻璃纖維的廣泛應用才算真正拉開了帷幕。
“在戰爭中學習戰爭,在游泳中學習游泳”在干中學,一直是我國各行各業當年提倡的一種工作方式。我國玻璃纖維行業在發展初期同樣也延續著這樣的作風,并且還在學習摸索的過程中逐漸發展壯大起來。
當我國自行研制生產的第一批玻璃纖維基布研制生產出來送到下游企業的時候。使用這批玻璃纖維制品的工廠就發現,產品并沒有經過脫膠處理。于是,該企業只好自行采用燜燒法脫蠟處理,再在浸膠加工時在樹脂中加入1%的偶聯劑,但在浸膠壓制覆銅板時,真正粘附玻璃布表面的偶聯劑,卻微乎其微。玻璃纖維基布的使用大打折扣。
信息反饋到玻璃纖維企業之后,這家工廠立即表示對玻璃纖維基布的再加工就讓我們來干吧,你們以后將產品買去后直接使用就行了。隨后,這家玻璃纖維工廠對燜燒爐圖紙進行了造當改進并擴大了容量。他們建了一座大型燜燒爐,讓玻璃纖維基布在燜燒爐中密封燜燒脫蠟后,再在表面處理機組上浸漬硅烷偶聯劑。生產工藝的改良不但提高了玻璃纖維產品的質量,也確立了企業在玻璃纖維行業中的重要地位。這家工廠就是后來在行業內赫赫有名的四川玻璃纖維廠。
我國的玻璃纖維產品歷經數十年風雨一路走來,雖然跌跌撞撞并非一帆風順。但是,在全行業各方的共同努力下也取得了可喜可賀的成績。2011年我國消費玻璃纖維紗31萬噸,同比增長15.28%。同時,玻璃纖維產業消費技術的發展和應用仍然在不斷擴大中。
應用廣泛,無處不在
提起玻璃纖維及其制品,一般普通受眾對其并不了解甚至還一無所知。實際上,玻璃纖維的應用早已經融入到我們的日常生活中。由于玻璃纖維的加工性極佳,可以作成股、束、氈、織布等不同形態之的產品。同時因為其拉伸強度高、彈性系數高、可透過光線、不易燃燒以及價格便宜等特性,所以玻璃纖維及制品的使用遠遠比其他種類纖維產品更加廣泛,行業的發展速度也處于遙遙領先的地位。
2012年5月10號,成都一位小學教師李先生高高興興的前往某住宅小區接受自己的新房子。李老師的這棟電梯房位于城市的西邊,他購買的是23樓。距離房子約50米遠就是一座車流量非常大的繞城高速公路的高架橋。由于聲音的傳播方式是由下至上,所以李老師非常擔心這座高架橋上過往汽車產生的噪音會影響到自己的生活。
然而,拿到鑰匙站在新房子陽臺上之后,李老師就發現雖然橋上車來車往,但自己卻幾乎聽不到它們發出的聲音。他十分疑惑便開始仔細觀察起這座高架橋起來。只見,橋的兩側欄桿外面整齊的安防著一排高約2、3米向內略卷曲的藍色板材。這一點是城內其它高架橋所沒有的設施。
實際上,李老師看到的這種藍色板材就是用玻璃纖維制作而成的吸聲材料。據了解,這種玻璃纖維板材其實就是在密度較小的玻璃纖維棉氈上面覆蓋了一層價格低廉不會燃燒同時還不會影響吸聲效果玻璃纖維布,最后再加上一層起保護和裝飾作用的透聲面層制作而成的。由于現在人們對高品質生活的追求,以及對噪音污染導致的后果越來越重視。所以,這類玻璃纖維吸聲材料已經開始廣泛應用于對人口聚集區的噪聲污染防治。
李老師電梯樓的樓頂安防了一個通信公司的基站,為了能夠讓電磁波有效的傳送,這個基站的基礎建造就跟其他設備的基礎有很大的不同。其中,使用玻璃纖維和樹脂加工而成的筋材代替一般基礎建設中使用的鋼筋作為增強砼就是最大的特點。使用這種玻璃纖維做成的特殊材料之后,能有效避因為基礎內部的鋼筋造成的電磁干擾。
這個住宅小區目前正在進行二期、三期開發,為了吸引更多的購房者。房產老板的售房部裝修得是富麗堂皇,恢宏大氣看起來自然格外漂亮。據說,其裝修材料采用的是目前比較流行的“軟包”。所謂軟包是裝修行業的專用術語,指的是一種在室內墻表面用柔性材料加以包裝的墻面裝飾方法。由于使用的裝修材料質地柔軟,色彩柔和,能夠柔化整體空間氛圍,其縱深的立體感還能提升家居檔次。通俗的說,就是一些家庭或者是娛樂場所中臥室、床頭、背景墻上那一塊塊軟軟的、鼓包的東西。
據了解,現在很多裝修公司為了要高價一般都“忽悠”消費者說其軟包材料使用的是價格昂貴的諸如絲綢、高科技纖維等等。但是,這些話都是騙人的。首先,天然纖維幾乎都是易燃或者不阻燃的。這在裝修中是大忌,特別是公共娛樂城市更是過不了消防隊那一關。實際上,絕大多數所謂的軟包裝修中都是使用的玻璃纖維墻面布。玻璃纖維織物經過處理后作為室內墻布具有防火、可洗、不腐等特性。既有織物感,美觀,又與各種墻面和涂料較好的相容性,便于施工、更新。在我國,玻璃纖維墻面布早就廣泛應用于公共建筑內裝飾。比如說各種展廳、接待室、辦公室、餐廳、旅店,以及衛生要求較高的醫院、實驗室等。
李老師小區的大門入口處,地面鋪的是大理石,頂上是用白色石膏造型裝飾的哥特式風格的吊頂。2008年,四川大地震之后很多地方的外墻裝飾材料都紛紛脫落。其中還包括一些建筑物的外墻瓷磚,甚至是遮陽棚等。特別是石膏類裝飾物,脫落的現象就更為嚴重了。但惟獨有一家剛剛裝修好的賓館,它的大廳基本上全部采用的石膏吊頂卻沒有出現任何脫落現象。后來經過了解才得知,他們就是采用了當時最新的玻璃纖維增強石膏材料。
眾所周知,我國石膏蘊藏量非常豐富。僅全國的火力發電廠每年排放的脫硫石膏大約有2000萬噸,各種化肥廠的磷石膏排放量約1億噸。而新型的玻璃纖維增強石膏將大幅度提高石膏制品的抗沖擊強度。據了解,玻璃纖維增強石膏是以石膏為芯、用玻璃纖維增強其抗沖擊力度同時用玻璃纖維氈貼面代替原有紙面的石膏板。主要用于需要防潮、防霉、防火和強度的地方,如在內墻、天花板、外墻、屋頂、豎井和隔墻,以及面磚之下使用。不過,令人遺憾的是目前我國在玻璃纖維增強石膏方面只開發過增強石膏飾品用的增強石膏紗。對于有著較大的潛在市場的石膏板貼面薄氈等高端產品還未進行深度研究開發。
另外,玻璃纖維材料在高科技領域的應用更是顯示出其不可替代的優越性能。我們每天出門的代步工具汽車上就少不了玻璃纖維材料的影子。據有關專家測算,一輛汽車的自重減輕100公斤,每行駛100公里可節油0.3公斤。用玻璃纖維作增強基材和塑料構成復合材料,顯然比傳統使用的鋼板重量輕得多。目前,這種玻璃纖維復合材料主要用于生產減輕自重的航天、航空、汽車、船舶等交通工具的結構和殼體器件,逐步代替金屬、純塑料、木材等,以減輕它們所需的驅動力,求得更高的速度并延長壽命。
綜合來看,在未來交通領域包括河運、海運、航空、航天等很可能成為玻璃纖維及其制品的最大應用領域。但值得我們注意的是,在我國交通行業目前對玻璃纖維的實際應用中與發達國家相比仍然處于較低的水平。比如說,發達國家生產一輛汽車用塑料超過100公斤,其中玻璃纖維復合材料使用量平均約達70公斤。而我國每輛汽車平均使用玻璃纖維復合材料才接近10公斤的樣子。不過,這也從另外一方面說明了玻璃纖維復合材料在我國還有巨大的市場潛力可以進一步挖掘。
與此同時,玻璃纖維在光通信以及醫療方面的人工關節和傳光束、傳象束等方面的應用也十分廣泛。最近,玻璃纖維的發展還拓展到了風力發電領域,主要用于風力發電機的葉片上。能源危機促使各國尋求新能源,風能成為近年來關注的一個焦點。伴隨著我國在風電領域開始加大投資力度,這也可能成為玻璃纖維行業發展的一個新亮點。
真抓實干,提高品質
實事求是的說,我國玻璃纖維產品的質量與發達國家相比確實存在一定的差距。特別是在極度高端的領域,例如說“中空玻璃纖維”應用于航天器等方面差距就更加明顯。在民用方面,影響我國玻璃纖維及其制品質量的主要原因是在生產工藝的改進、生產技術的改造已經生產設備的更新上。
據了解,目前我國玻璃纖維的生產工藝主要有池窯拉絲和坩堝拉絲兩種。其中池窯拉絲是當代玻璃纖維生產中最先進的生產工藝,它熔制出來的玻璃品質好、設備先進、工藝合理,拉絲通路溫度一般控制在正負0.5℃的波動范圍里面,漏板溫度也控制在正負0.5℃的范圍里,所以,采用池窯拉絲工藝生產的玻璃纖維產量高、品質好、和坩堝相比,它比較節能。但是,池窯拉絲的投資比較大,一般萬噸池窯投資都要一個億以上。
另外,坩堝拉絲生產工藝和池窯拉絲生產工藝相比,它要受到玻璃球質量、耐火材料的質量、坩堝結構的影響。所以產量相對比較低、能耗比較高、產品品質比較低一些。但是它比較靈活,適合于小批量的或者超細的玻璃纖維的生產,特別是一些特種玻璃纖維的生產。
據玻璃纖維行業有關專家介紹說,坩堝拉絲的效益還是非常好的,但是一定要進行技術改造,改進生產工藝,提高產品質量,降低生產能耗,做為池窯拉絲的一個補充,還是具有一定的作用。實際上在國外,目前仍然也還有少量的坩堝拉絲工藝存在。
但實際上,正是由于先進的池窯拉絲生產工藝投資巨大,而落后的坩堝拉絲生產工藝又效益可觀。因此就導致了我國玻璃纖維行業一些生產企業對改進生產工藝的積極性不高。抱著得過且過的思想,對于先進工藝技術采取拒絕甚至是抵觸的情緒。顯然這種思想是錯誤的,也是危險的。同時還是影響我國玻璃纖維行業整體質量提升的重要原因之一。
還有就是我國玻璃纖維行業的生產設備落后問題也十分突出。據玻璃纖維生產大市河北任丘一名玻璃纖維生產企業的技術員透露,他所在的玻璃纖維工廠使用的織補機從生產年份來說,小機器最年輕的也是上世紀80年代的。主要是日產或德產,但其中大多數是日產淘汰型。實際上,早在幾年前就有專家學者提出河北任丘玻璃纖維行業存在耗能高,噪音大,生產工藝落后、產品質量差等問題。但是由于多方面的原因,這些問題都沒有得到有效的解決。
毋庸置疑,每一個玻璃纖維行業的從業人員對產業的升級都負有不可推卸的責任,不單是設備的升級換代,產品質量的提升更是應該努力實現的目標。回憶往昔,每一位玻璃纖維行業的工作者都對我國玻璃纖維行業的發展做出了不可磨滅的貢獻,正是他們共同的努力才使我國成為了玻璃纖維的第一生產大國。展望未來,仍然需要他們繼續努力,更新設備、升級工藝制造出質量更加優異的玻璃纖維產品才能讓我國真正成為玻璃纖維生產的第一強國。