石棉制品對(duì)石棉纖維的要求

石棉作為一種優(yōu)良的復(fù)合材料增強(qiáng)纖維，以其無可比擬的性價(jià)比用在許多復(fù)合材料中，這些復(fù)合制品廣泛應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。人們長(zhǎng)期以來用石棉纖維的長(zhǎng)度來衡量它的價(jià)值。用長(zhǎng)度定價(jià)格，用長(zhǎng)度來設(shè)計(jì)制品配方。但是隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)石棉纖維的認(rèn)識(shí)不斷加深，認(rèn)識(shí)到石棉纖維長(zhǎng)度不是它的**性能。在一些石棉制品中，對(duì)石棉纖維的長(zhǎng)度并不嚴(yán)格要求，而是要求長(zhǎng)徑比或者另外一些性能，如：松解度、燒失量、脫水速度、氯離子含量等性能。在一些石棉制品的配方設(shè)計(jì)中和選用石棉產(chǎn)地時(shí)越來越多的需要考慮這些性能。下面就一些制品中所要求的性能予以簡(jiǎn)介。
   1、長(zhǎng)徑比指纖維長(zhǎng)度與直徑的比值。現(xiàn)在除少數(shù)幾種石棉制品外，大多數(shù)石棉制品已從要求纖維長(zhǎng)度轉(zhuǎn)向要求長(zhǎng)徑比。五、六、七級(jí)石棉的暢銷就說明了這一點(diǎn)。現(xiàn)代復(fù)合材料一般要求增強(qiáng)纖維的長(zhǎng)徑比在40~100。石棉制品用硅灰石纖維的長(zhǎng)徑比一般為20~50，超細(xì)后可達(dá)100以上。鋼纖維的長(zhǎng)徑比為20~60，個(gè)別達(dá)到70~200。
   2、抗拉強(qiáng)度是增強(qiáng)纖維的必需性能。只有纖維的抗拉強(qiáng)度大于一定數(shù)值才能在復(fù)合材料中起到增強(qiáng)作用。按照復(fù)合材料學(xué)說，增強(qiáng)纖維的抗拉強(qiáng)度應(yīng)該大于纖維從基體中拔出強(qiáng)度(即復(fù)合材料中纖維被粘結(jié)固定的強(qiáng)度)。在實(shí)際應(yīng)用中，纖維抗拉強(qiáng)度應(yīng)大于制品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)抗折強(qiáng)度時(shí)所需的拉力，或者制品產(chǎn)生裂紋時(shí)的應(yīng)力。幾種纖維的抗拉強(qiáng)度：溫石棉纖維1700~3700MPa，玻璃纖維1250~3500MPa，碳纖維1800~2600MPa，凱夫拉纖維2600~3700MPa。
    3、燒失量指石棉纖維在800℃~900℃溫度下30分鐘，纖維的重量損失。許多石棉制品都把燒失量作為質(zhì)量指標(biāo)加以控制。石棉纖維的燒失量是13%。雜質(zhì)含量不同燒失量隨著變化。所以控制燒失量也可間接控制石棉纖維的純度。
   4、砂和棉針：以前由于選礦技術(shù)和認(rèn)識(shí)所限，棉針在質(zhì)量控制中算作石棉纖維沒有限制。但是隨著石棉制品制作精細(xì)化和環(huán)境污染要求提高，石棉制品企業(yè)強(qiáng)烈要求將棉針作為質(zhì)量指標(biāo)加以限制，以免去石棉制品長(zhǎng)的二次加工。在這樣的背景下棉針和砂粒一樣在石棉纖維中必須控制。在不同的制品中對(duì)砂粒和棉針的含量和大小有不同的要求。三層以上的砂粒對(duì)所有制品都有害，堅(jiān)決不能有。四層上的砂粒也不應(yīng)該大于表中的數(shù)據(jù)。有關(guān)砂和棉針的討論可參閱參考文獻(xiàn)2和3。
   5、松解度、比表面積、濕容積(也叫濕體積)都是反映石棉纖維松解程度的。只有充分的松解，纖維直徑才能越小，長(zhǎng)徑比才能越大。這三項(xiàng)指標(biāo)說明可參見參考文獻(xiàn)2。
    6、-0.075mm(負(fù)200目)粉塵含量。關(guān)于粉塵含量，原來的建標(biāo)54-61部頒標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的天津檢驗(yàn)篩以0.25mm以下(負(fù)60目)為粉塵含量；現(xiàn)在大多數(shù)石棉企業(yè)使用成都篩以0.4mm以下(40目)作為粉塵含量；GB8071國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)則用國(guó)際上通用的-0.075mm含量作為粉塵含量。在目前強(qiáng)調(diào)纖維長(zhǎng)徑比的背景下，顯然用0.4mm以下作為粉塵含量是不合適的，這樣會(huì)導(dǎo)致石棉企業(yè)將部分短纖維作為粉塵扔掉，使部分可利用資源損失。有關(guān)討論見參考文獻(xiàn)6。
   7、水分是摩擦制品企業(yè)*為關(guān)注的一項(xiàng)指標(biāo)，石棉纖維中的水分過高會(huì)導(dǎo)致制品起泡，出現(xiàn)次品，一般要求低于0.5%。這樣就要求石棉生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)注意包裝，避免運(yùn)輸中纖維受潮。
   8、氯離子含量是石棉板墊類制品要求的指標(biāo)。石棉纖維中的氯離子在潮濕情況下會(huì)和金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致法蘭等金屬物腐蝕。一般要求小于500ppm。*近有資料提出摩擦制品也應(yīng)該限制氯離子含量，其理由是汽車雨天行駛剎車蹄受潮，氯離子會(huì)腐蝕剎車蹄蹄板和鉚釘。
   9、脫水速度是使用抄取法生產(chǎn)石棉制品時(shí)對(duì)石棉纖維要求的重要指標(biāo)，纖維的脫水性好，抄取速度高，制品生產(chǎn)的產(chǎn)量高，反之產(chǎn)量低。但是對(duì)于石棉水泥制品來說，在抄取中希望脫水性好，而在養(yǎng)護(hù)中又希望保水性好，因此，脫水速度應(yīng)該控制在一個(gè)合適的范圍內(nèi)。建議脫水速度為：4級(jí)40-100秒，5級(jí)50-150秒，6級(jí)70-150秒。準(zhǔn)確數(shù)據(jù)范圍應(yīng)實(shí)際驗(yàn)證確定。
   10、煤油吸著率是耐油石棉制品對(duì)石棉纖維要求的一項(xiàng)重要指標(biāo)。煤油吸著率的大小影響著耐油石棉制品的吸油率和吸油增厚率等指標(biāo)。這項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值有待試驗(yàn)完善。
   11、樹脂吸收率是摩擦制品等樹脂類制品對(duì)石棉纖維要求的一項(xiàng)指標(biāo)。不同的石棉纖維樹脂吸收率不同。這項(xiàng)指標(biāo)有待進(jìn)一步試驗(yàn)研究。
    12、Zeta電位是指石棉纖維表面電荷的指標(biāo)。當(dāng)石棉纖維Zeta為正電荷并且達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，該纖維可以在快T等陰離子表面活性劑作用下進(jìn)行濕紡，或者制作泡沫石棉、保溫涂料等制品。
    13、顏色和柔軟性是石棉紡織制品要求的指標(biāo)。