用溶胶一凝胶法制备耐高温石英纤维.pdf

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特种玻璃,., .
用溶胶一凝胶法制备耐高温
石英纤维
吕九权杨梦初
中国建筑材料科学研究院玻璃纤维研究所,
【擒耍】本文通过—法成纤, 研完酸值、:/克分子比,溶荆,
合成谆肢温度, 环境相砷湿度、粘度对成纤的影响, 同时也研完掺杂荆、烧结时
纤雄性的影响。实验证明①只有当聚合枷为链状结构时, 才具有可纺性,②加八
掺鲁剂后,纤维在。下烧结小时不粘结。
关键词: 溶胶一凝胶法, 石英纤维,掺杂荆,粘度, 可坊性。

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心.
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一拉丝,这种方法对原料、设备要求求苛封,
、前言
而且能耗大有些具有高纯, 高温等特殊性
传统生产玻璃纤维的方法都用高温熔化能的纤维甩这种方法是得不到的。而一
本文曾在垒匡第一届溶肢一凝腔科学技术报告会宣读
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法是以金属醇盐为原料在常温或近似常当用酸作隹化剂时,水解很快,
温下把金属醇盐加水水解成为溶胶,进一步加入的酸量愈多,水解愈快。加入酸
缩聚成为凝胶,然后在室温下喷丝,最后在后,几分钟的时间, 溶液中就几乎没有游离
相对低的温度下烧结成为玻璃纤维。其烧结、但溶胶的凝胶时间长。用碱作催
温度逅远低于氧化物构熔化温度用这种方化剂时,的缩臻速率和颗粒集聚速度
法,.不仅易于制造难熔组份的玻璃,而且液很快,其凝胶时间远小于用酸作催化剂的凝
休原科纯化较固体原料容易得多,混合又可胶但其水解速度慢,水解几小时后溶液中
迭分子水平。因此,甩—法可以获得仍有/的未水解。当时, 其
用常规方法难以达蓟的高纯和高均匀性。另凝胶时间达极大值。这说明; : 时,
外,在常规条件下,因分相、晶化等原因而硅酸上的一基团聚合最慢, 此即为
使玻璃形成受到限制的组分,用—法反应的等当点。
可望得蓟解决。用—法制取连续纤维用酸作催化剂时,控制加入的水量,所
的关键之一是如何使溶胶粘度能长时间的保得聚合物是链状结构, 其凝胶具有可纺性。
持在成纤粘度范围内。影响成纤粘度变化的用碱作催化剂时不管加入的水量多少,所得
因素很多, 因此,本文用—法探讨了的聚合物都是球形粒子, 其凝胶不县有可纺
制备耐高温抗析晶石英纤维的影响因素, 及性。
或纤粘度范围的控制。用不同的酸作催化剂,水解和缩
聚反应的速度也不同。这是因为所甩酸的酸
二、实验根阴离子参与了水解和缩聚反应, 其机理如
下
. 溶睦一凝睦韵翩备:
;——±一—÷
本实验使用的原料如下。
—
正硅酸乙酯,分析纯,
分析纯, 甲醇分析纯, 乙醇优——
;
级纯及其它助剂等。
将一定置的、水、、甲乙—÷ 一
醇及助荆加入到反盅瓶中,使其水解,然后、一
在一定温度下加热该镕胶,使其缩聚成为具

有一定粘度能拉丝的凝胶,’最后在喷丝板上
—÷ ;—
喷丝、烘干、卷取、烧结。
—
. 纤维的烧结
暑—七一
喷出的丝在空气中, 以。/的升温
——
速率从室温升至。, 然后以/的
:——; 一
速率, 从。升至。,再以。/