影響玄武巖纖維延伸性的因素有哪些？

　　玄武巖纖維是以天然玄武巖礦石為原料，經(jīng)高溫熔融、拉絲后構(gòu)成的連續(xù)狀纖維資料。該纖維具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、阻燃等功能，且出產(chǎn)過(guò)程環(huán)境友好，因此被稱為“21世紀(jì)的綠色環(huán)保資料”，并被廣泛用于出產(chǎn)各種纖維增強(qiáng)復(fù)合資料。在復(fù)合資料范疇，玄武巖纖維的拉伸強(qiáng)度對(duì)相應(yīng)復(fù)合資料的功能尤為重要?，F(xiàn)在商業(yè)化的玄武巖纖維拉伸強(qiáng)度為2000-2500MPa，明顯低于其理論值(3000-4840MPa)。不同廠家出產(chǎn)的玄武巖纖維在化學(xué)組成、拉絲工藝以及滋潤(rùn)劑等方面均有不同，難以明確影響玄武巖纖維力學(xué)功能的關(guān)鍵因素。

　　針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院新疆理化技能研究所環(huán)境科學(xué)與技能研究室研究員馬鵬程領(lǐng)銜的復(fù)合資料團(tuán)隊(duì)與貴州中科玄武巖纖維資料立異孵化研究院有限公司協(xié)作，在前期建成的國(guó)內(nèi)玄武巖纖維大數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)比較了國(guó)內(nèi)7種不同廠家出產(chǎn)的直徑均為13微米的玄武巖纖維在成分、拉伸強(qiáng)度等參數(shù)的差異，發(fā)現(xiàn)滋潤(rùn)劑、資料的化學(xué)組成以及不同組分之間的結(jié)構(gòu)狀況對(duì)纖維的拉伸強(qiáng)度起到至關(guān)重要的效果：科研人員選用掃描電子顯微鏡對(duì)同種纖維在去除滋潤(rùn)劑前后的形貌進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)未涂覆滋潤(rùn)劑的玄武巖纖維外表光滑而涂覆有滋潤(rùn)劑的纖維樣品外表出現(xiàn)凹凸不平的結(jié)構(gòu)，資料外表粗糙程度明顯添加，這有利于經(jīng)過(guò)錨定效果完成復(fù)合資料中纖維和基體的有效結(jié)合;統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果表明滋潤(rùn)劑可部分修正玄武巖纖維在拉絲過(guò)程中構(gòu)成的外表缺點(diǎn)，然后降低資料的應(yīng)力會(huì)集現(xiàn)象，可使單根纖維的拉伸強(qiáng)度提高最高達(dá)25%。

　　玄武巖纖維含有Si、Al、Na、K、Fe、Mg等元素，不同化學(xué)組分在玄武巖纖維構(gòu)成的硅酸鹽網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中起到構(gòu)成體或改變體的效果，其中Al和Fe元素所構(gòu)成的氧化物對(duì)纖維的拉伸強(qiáng)度具有明顯影響：具體來(lái)講當(dāng)纖維中的Al2O3含量添加時(shí)，將會(huì)改進(jìn)纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聯(lián)接的緊密程度，然后提高玄武巖纖維的拉伸強(qiáng)度;玄武巖纖維中鐵元素主要以二價(jià)(Fe2+)和三價(jià)(Fe3+)形式存在，當(dāng)Fe3+/Σ(Fe2++Fe3+)比值添加時(shí)(即高價(jià)態(tài)的鐵元素含量更高)，纖維在拉絲過(guò)程中容易析出晶體，這會(huì)添加纖維外表的缺點(diǎn)，使得纖維的拉伸強(qiáng)度明顯降低。

　　此外，科研團(tuán)隊(duì)還比較了玄武巖纖維與常用無(wú)機(jī)纖維之間的功能差異，發(fā)現(xiàn)玄武巖纖維的拉伸強(qiáng)度明顯高于一般玻璃纖維，并挨近碳纖維的強(qiáng)度數(shù)值，而玄武巖纖維的價(jià)格是碳纖維的六分之一乃至更低，因此在無(wú)機(jī)纖維資料范疇，玄武巖纖維具有較高的性價(jià)比，是聯(lián)接玻璃纖維和碳纖維應(yīng)用范疇的高功能纖維資料。