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玻璃纖維（美式英語）或玻璃纖維（大英國協英語）是一種使用玻璃纖維的常見纖維增強塑料。纖維可以隨機排列，壓平成稱為短切氈的片材，或編織成玻璃布。塑料基質可以是熱固性聚合物基質（通常基於熱固性聚合物，例如環氧樹脂、聚酯樹脂或乙烯基酯樹脂）或熱塑性塑料。
它比碳纖維更便宜，更靈活，按重量計算比許多金屬更堅固，無磁性，不導電，對電磁輻射透明，可以模製成複雜的形狀，並且在許多情況下具有化學惰性。應用包括飛機、船隻、汽車、浴缸和外殼、游泳池、熱水浴缸、化糞池、水箱、屋頂、管道、覆層、矯形石膏、衝浪板和外門蒙皮。
玻璃纖維的其他常見名稱是玻璃增強塑料（GRP），玻璃纖維增強塑料（GFRP）或GFK（來自德語：Glasfaserverstärkter Kunststoff）。由於玻璃纖維本身有時被稱為「玻璃纖維」，因此該複合材料也稱為玻璃纖維增強塑料（FRP）。本文將採用「玻璃纖維」是指完整的纖維增強複合材料的慣例，而不僅僅是其中的玻璃纖維。
碳纖維增強聚合物是一種類似的複合材料，其中增強材料是碳纖維。
一、歷史
玻璃纖維已經生產了幾個世紀，但最早的專利是1880年在美國授予普魯士發明家赫爾曼·哈姆斯法爾（Hermann Hammesfahr，1845-1914）。
玻璃線的大規模生產是在1932年偶然發現的，當時歐文斯 - 伊利諾州的研究員Games Slayter將壓縮空氣射流引導到熔融玻璃流並產生纖維。這種生產玻璃棉的方法於1933年首次申請專利。[5]歐文斯於1935年加入康寧公司，歐文斯科寧於1936年採用該方法生產其專利「玻璃纖維」（拼寫為一個「s」）。最初，玻璃纖維是一種玻璃棉，纖維捕獲了大量氣體，使其可用作絕緣體，尤其是在高溫下。
杜邦公司於1936年開發了一種合適的樹脂，用於將玻璃纖維與塑料結合以生產複合材料。現代聚酯樹脂的第一個祖先是1942年的氰胺樹脂。當時已使用過氧化物固化系統。[6]隨著玻璃纖維和樹脂的結合，材料的氣體含量被塑料取代。這將絕緣性能降低到塑料的典型值，但現在複合材料首次顯示出作為結構和建築材料的強度和前景。許多玻璃纖維複合材料繼續被稱為「玻璃纖維」（作為通用名稱），該名稱也用於含有氣體而不是塑料的低密度玻璃棉產品。
歐文斯科寧公司的雷·格林（Ray Greene）被認為在1937年生產了第一艘複合材料船，但由於所用塑料的脆性，當時沒有進一步推進。據報導，1939年俄羅斯用塑料材料建造了一艘客船，美國建造了一架飛機的機身和機翼。第一輛擁有玻璃纖維車身的汽車是1946年的Stout Scarab原型，但該模型沒有投入生產.
二、纖維
用於玻璃纖維的玻璃增強材料以不同的物理形式提供：微球、短切或編織玻璃布。
與用於絕緣的玻璃纖維不同，為了使最終結構堅固，纖維的表面必須幾乎完全沒有缺陷，因為這允許纖維達到千兆帕的拉伸強度。如果一塊散裝玻璃沒有缺陷，它將與玻璃纖維一樣堅固;然而，在實驗室條件之外生產和維護無缺陷狀態的散裝材料通常是不切實際的。
1、生產
製造玻璃纖維的過程稱為拉擠成型。適合加固的玻璃纖維的製造工藝使用大型爐子逐漸熔化矽砂，石灰石，高嶺土，螢石，鈷金石，白雲石和其他礦物，直到形成液體。然後通過襯套（噴絲頭）擠出，襯套是一束非常小的孔（E玻璃的直徑通常為5-25微米，S玻璃的直徑通常為9微米）。
然後用化學溶液對這些細絲進行尺寸調整（塗層）。現在，單個細絲被大量捆綁以提供粗紗。細絲的直徑和粗紗中的細絲數量決定了其重量，通常以以下兩種測量系統之一表示：
產量，或每磅碼數（一磅材料中的纖維碼數;因此較小的數字意味著較重的粗紗）。標準收益率的例子有 225yield、450yield、675yield。
Tex，或克/公里（1公里粗紗的重量，與產量倒置;因此較小的數字意味著更輕的粗紗）。標準tex的例子有750tex，1100tex，2200tex。
然後，這些粗紗可以直接用於複合材料應用，例如拉擠成型、長絲纏繞（管道）、噴槍粗紗（自動噴槍將玻璃切成短長度並將其放入樹脂噴射中，投射到模具表面），或者在中間步驟中用於製造短切氈等織物 （中新社）（由隨機取向的小長度纖維粘合在一起製成），機織織物，針織織物或單向織物。
短切股墊
短切絞線墊或CSM是玻璃纖維中使用的一種增強形式。它由隨機放置的玻璃纖維組成，並通過粘合劑固定在一起。
它通常使用手糊技術進行加工，其中將材料片放在模具上並塗上樹脂。由於粘合劑溶解在樹脂中，因此材料在潤濕時很容易符合不同的形狀。樹脂固化後，硬化後的產品可以從模具中取出並完成。
使用短切絞線氈賦予玻璃纖維各向同性平面內材料特性。
2、尺寸
在粗紗上塗上塗層或底漆以：
幫助保護玻璃絲以進行加工和操作。
確保與樹脂基體的適當粘合，從而允許剪切載荷從玻璃纖維傳遞到熱固性塑料。如果沒有這種粘合，纖維可能會在基質中「滑動」，導致局部故障。
三、屬性
單個結構玻璃纖維在拉伸和壓縮方面既堅硬又強，即沿其軸線。雖然可以假設纖維的壓縮能力很弱，但實際上只有纖維的長縱橫比才使它看起來如此;即，由於典型的纖維又長又窄，因此很容易彎曲。[9] 另一方面，玻璃纖維的剪切力較弱，即橫跨其軸線。因此，如果一組纖維可以在材料內以首選方向永久排列，並且如果可以防止它們在壓縮時屈曲，則材料將在該方向上優先強度。
此外，通過將多層纖維堆疊在一起，每層都朝向不同的首選方向，可以有效地控制材料的整體剛度和強度。在玻璃纖維中，塑料基體將結構玻璃纖維永久地限制在設計師選擇的方向上。對於短切的絞線墊，這種方向性本質上是一個完整的二維平面;使用機織織物或單向層，可以在平面內更精確地控制剛度和強度的方向性。
玻璃纖維部件通常採用薄「外殼」結構，有時內部填充結構泡沫，例如衝浪板。該部件的形狀幾乎是任意的，僅受用於製造外殼的模具的複雜性和公差的限制。
材料的機械功能在很大程度上依賴於樹脂（又名基體）和纖維的綜合性能。例如，在惡劣的溫度條件下（超過180°C），複合材料的樹脂成分可能會失去其功能，部分原因是樹脂和纖維的粘合劣化。然而，GFRP在經歷高溫（200°C）後仍能顯示出顯著的殘餘強度。
使用的玻璃纖維類型
主條目：玻璃纖維
玻璃纖維中最常用的玻璃纖維類型是E-glass，它是w/w鹼氧化物小於1%的鋁硼矽酸鹽玻璃，主要用於玻璃增強塑料。使用的其他類型的玻璃是A玻璃（一種鹼性石灰玻璃，很少或沒有氧化硼），E-CR玻璃（E-lectrical/C水性R玻璃;鋁石灰矽酸鹽，w/w鹼氧化物小於1%，具有高耐酸性），C-玻璃（具有高氧化硼含量的鹼性石灰玻璃，用於玻璃短纖維和絕緣材料），D-玻璃（硼矽酸鹽玻璃，因其低D而得名）i電常數）、R玻璃（不含MgO和CaO的氧化鋁矽酸鹽玻璃，機械要求高R增強）和S玻璃（不含CaO但MgO含量高，抗拉強度高的鋁矽酸鹽玻璃）。
純二氧化矽（二氧化矽）作為熔融石英冷卻到沒有真正熔點的玻璃中時，可以用作玻璃纖維的玻璃纖維，但缺點是必須在非常高的溫度下工作。為了降低必要的工作溫度，引入了其他材料作為「助熔劑」（即降低熔點的成分）。
普通的A玻璃（「A」代表「鹼石灰」）或鈉鈣玻璃，粉碎並準備重新熔化，作為所謂的碎玻璃，是第一種用於玻璃纖維的玻璃。E-玻璃（「E」，因為最初的電氣應用）不含鹼，是第一個用於連續長絲形成的玻璃配方。它現在占世界上大部分玻璃纖維產量，也是全球最大的硼礦物消費國。它容易受到氯離子侵蝕，是海洋應用的不良選擇。S-玻璃（「S」代表「剛性」）用於拉伸強度（高模量）很重要的情況，因此是一種重要的建築和飛機環氧樹脂複合材料（它被稱為R-玻璃，「R」在歐洲代表「增強」）。C-玻璃（「C」代表「耐化學性」）和T玻璃（「T」代表「熱絕緣體」——C-玻璃的北美變體）耐化學侵蝕;兩者都經常出現在絕緣級的吹制玻璃纖維中。
一些常見的玻璃纖維類型表
四、應用
玻璃纖維是一種用途廣泛的材料，因為它重量輕，固有的強度，耐候性表面和各種表面紋理。
商業用途的纖維增強塑料的開發在1930年代得到了廣泛的研究。航空業對此特別感興趣。1932年，當歐文斯 - 伊利諾州的一名研究人員將壓縮空氣射流引導到熔融玻璃流並產生的纖維時，意外發現了一種大規模生產玻璃束的方法。1935年歐文斯與康寧公司合併後，歐文斯科寧採用了這種方法來生產其專利「玻璃纖維」（一個「s」）。杜邦公司於1936年開發了一種用於將「玻璃纖維」與塑料結合的合適樹脂。現代聚酯樹脂的第一個祖先是1942年的氰胺。當時已使用過氧化物固化系統。
在第二次世界大戰期間，玻璃纖維被開發為飛機天線罩中使用的模壓膠合板的替代品（玻璃纖維對微波透明）。它的第一個主要民用應用是建造船隻和跑車車身，在 1950 年代獲得了認可。它的用途已擴大到汽車和運動器材領域。在某些產品的生產中，例如飛機，現在使用碳纖維代替玻璃纖維，玻璃纖維在體積和重量上都更堅固。
預浸料和纖維粗紗等先進位造技術擴展了玻璃纖維的應用範圍和纖維增強塑料的拉伸強度。
玻璃纖維還用於電信行業，用於遮蔽天線，因為它具有射頻滲透性和低信號衰減特性。它還可用於隱藏不需要信號滲透性的其他設備，例如設備機櫃和鋼支撐結構，因為它可以很容易地成型和塗漆以與現有結構和表面融合。其他用途包括電力工業產品中常見的片狀電絕緣體和結構部件。由於玻璃纖維的輕巧耐用，它通常用於頭盔等防護設備。許多運動使用玻璃纖維防護裝備，例如守門員和捕手的面罩.
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