一、玄武巖纖維技術簡介

玄武巖被選出來放到爐子里熔了，熔融溫度要在1500度以上，然后通過鉑銠合金漏板就可以拉絲了，絲是初級產品，再進一步加工就可以做成很多的復合材料。

玄武巖是一次成絲，不像碳纖維要先變成碳再拉絲，其他纖維，如芳綸纖維工藝都比它復雜。玄武巖纖維在整個生產過程中沒有廢氣、廢料排出來，無污染，你到工廠口罩都不用戴，一般的防護就可以了。

玄武巖纖維的性能好，第一個就是它的熱傳導系數低，阻燃性能好，是既耐高溫又耐低溫的上好的絕熱材料。它的使用溫度高溫可以到700多度，低溫可以到負269度，像它這樣既耐高溫又耐低溫的材料很難得到。第二個是它與水泥相容性好，握裹力強，對增強水泥混凝土結構具有無可替代的優勢。

二、發展現狀

1、國內發展現狀

我國對于玄武巖纖維的研究始于20世紀70年代起，當時國家建筑材料科學院和南京玻璃纖維研究設計所曾先后進行相應的研究，但沒獲得成功。玄武巖纖維項目在2001年6月被列為中俄兩國政府間科技合作項目；2002年8月，我國將“連續玄武巖纖維及其復合材料”列入國家863計劃。目前該項目成為各地發展高技術材料熱門選擇的對象。“十五”期間，擁有自主知識產權的863計劃成果為玄武巖纖維項目的產業化奠定了堅實的基礎。2003年，該863計劃成果與浙江民營企業對接成立了橫店集團上海俄金玄武巖纖維有限公司，2004年開始在上海實現產業化，目前技術己經達到國內領先水平，部分技術達到國際先進水平和領先水平。從而為今后大規模穩定生產CBF奠定了基礎。2008年被列為國家重點新產品項目。近年來，玄武巖纖維在我國發展較為迅速，我國成為擁有世界上最領先的玄武巖纖維生產技術的幾個國家之一，多家研究機構相繼發表了許多研究成果。國內生產玄武巖纖維企業主要有上海橫店、浙江石金、四川航天拓鑫、牡丹江金石、山西巴塞奧特、遼寧金石、營口洪源、江蘇天龍、河北通輝等9家。

2、國外研究現狀

國外的生產技術要從生產玄武巖巖棉開始。1840 年，英國的威爾斯首先成功制取出以玄武巖為原材料的巖棉，這在當時是一個不小的成就，迄今已有 160 多年的歷史。繼而美國人研究出一種方法可以從玄武巖纖維中抽出細絲，是當時的可觀的成就。然而大范圍的開發研究、生產玄武巖纖維始于前蘇聯，蘇聯的研究院于1953～1954 年研究出玄武巖纖維的生產技術。之后，前蘇聯的全蘇玻璃鋼與玻璃纖維科研院烏克蘭分院也著手研究玄武巖纖維技術。緊接著 1985 年，烏克蘭纖維實驗室建成第一臺具有200孔漏板的組合爐拉絲工藝的工業化生產爐，在烏克蘭的纖維實驗室設計出來，這在當時也是第一臺，后來工藝拉絲技術分別經過了三個歷程：全鉑坩堝式的拉絲工藝、多塊漏板組合式拉絲爐拉絲工藝、池窯拉絲工藝。

20 世紀 90 年代，俄羅斯、烏克蘭的軍品項目有些方面已經啟用當時研制的玄武巖纖維隨著 1991 年前蘇聯的解體，玄武巖纖維的生產技術被解密，研究項目被公開來，并大量應用于民用方面的項目。90 年代后期，俄羅斯又成功開發出新的工藝和新的生產玄武巖纖維的設備，不僅促進了玄武巖纖維生產的發展，而且大大拓展了其在市場的應用前景。

三、應用領域

1、玄武巖纖維在紡織領域的應用

玄武巖纖維具有較高的強度和適當的斷裂伸長，這些力學性能指標有利于紡織加工生產。目前，玄武巖纖維在紡織領域的應用研究主要有以下三個方面: 玄武巖纖維紗、玄武巖纖維布、玄武巖纖維氈。

（1）玄武巖纖維紗的品種主要有玄武巖纖維紗、玄武巖纖維無捻粗紗、玄武巖短纖紗與玄武巖纖維膨體紗。玄武巖纖維紡織紗是由多根連續玄武巖纖維原絲經一次加捻而成的紗線。大體可以分為織造和其他工業用紗。

（2）玄武巖纖維布是采用玄武巖纖維紗加工而成的織物，包括基布、防火布、土工布和多軸向布等。

（3）玄武巖纖維氈是由玄武巖單纖維無序交錯穿插而形成的無定向三維微孔結構，主要包括玄武巖纖維針刺氈、玄武巖纖維表面氈和玄武巖纖維短切原絲氈。玄武巖纖維氈多用于復合材料，由于玄武巖纖維的電絕緣性好，具有透波和吸波性能，是高性能汽車和艦船的優質材料。

2、玄武巖纖維在建筑領域的應用

隨著我國連續玄武巖纖維的批量生產，由于玄武巖纖維良好的性能，這種材料開始引入土木工程領域。近年來玄武巖纖維在建筑領域的應用主要體現在以下幾個方面：

（1）纖維增強混凝土方面。在攪拌混凝土的同時加入短切玄武巖纖維制成玄武巖纖維增強混凝土，用于新建結構。

（2）建筑結構加固、修復方面。將玄武巖纖維制成織物或片材，黏貼到混凝土表面用于混凝土的補強、修復與加固。目前常用的加固材料主要是碳纖維和芳綸纖維，然而這兩種纖維成本均相對較高。隨著玄武巖纖維的出現，尤其是其具有高強、高模的特點，成為纖維材料補強的替代品。

（3）玄武巖纖維增強塑料( FRP) 筋方面。把玄武巖纖維制成束狀的玄武巖纖維增強塑料筋用在現澆混凝土結構中代替鋼筋，用于新建結構。長期以來，在鋼筋混凝土結構中一直存在鋼筋銹蝕引起的結構耐久性問題，特別是在一些侵蝕環境下的鋼筋混凝土結構，由于混凝土的碳化和氯離子的侵蝕，使混凝土逐漸中性化，鋼筋鈍化膜受到破壞后，鋼筋開始被腐蝕。而玄武巖纖維由于獨特的性能，如耐高溫和低溫熱穩定性、高的耐酸堿性和化學穩定性、耐紫外線光照、抗老化性能良好、性價比高等優點，可將其制成玄武巖FRP 筋用于混凝土結構或預應力混凝土結構來代替鋼筋和預應力鋼筋。

3、玄武巖纖維在過濾環保領域的應用

隨著工業的不斷發展，由此帶來的一系列環境污染的問題也越來越嚴重，大量工業三氣排放是對大氣造成污染的主要原因，提高排放煙氣的潔凈程度是有利于環境保護的必要措施。玄武巖纖維由于其良好的特性，可作氣固分離和液固分離的多種過濾材料，因此可以在過濾材料領域發揮較大的作用。

（1）耐高溫過濾材料。受高溫煙氣工況條件的限制，一般的纖維不適合作高溫煙氣過濾材料，目前用于高溫煙氣過濾的材料主要有芳綸、玻璃纖維、聚苯硫醚和聚四氟乙烯等高性能纖維。芳綸纖維的極限氧指數值為29%，屬于難燃纖維。芳綸纖維是水解性纖維，耐氧化性差，不能用于高溫煙氣中含有水分和氧化物的工況條件，使用溫度也不宜超過190℃。玻璃纖維使用溫度為260℃，最高使用溫度在 290～450℃。但是玻璃纖維耐磨性差，耐折性差，影響其使用壽命。聚苯硫醚、聚酰亞胺和聚四氟乙烯等高性能纖維雖然綜合性能較好，但價格較高，主要依賴進口。玄武巖纖維的使用溫度范圍為－269～ 700℃，最高使用溫度在860～900℃，具有突出的耐溫性能，而且價格合理，性價比高，是未來高溫過濾材料的首推材料。

（2）耐酸堿過濾材料。玄武巖纖維具有穩定的化學性能，當需要對含有酸堿性物質的材料進行過濾時，可以選用化學穩定性非常好的玄武巖纖維作為過濾材料。

4、玄武巖纖維在公路交通領域的應用

玄武巖纖維在路面及混凝土結構中具有單絲抗拉強度極高、彈性模量高、斷裂延伸率適中、抗銹蝕能力極強，生產工藝短、能耗低、性價比高、純天然綠色環保等特點，尤其是在建設創新型國家、創新型行業、節能減排、低碳及長壽命的交通設施建設中越來越引起公路工程技術界的廣泛關注和積極推廣應用。

四、可產業化技術

    東南大學吳智深教授領導研發并申請的專利：《一種連續玄武巖纖維的生產方法》，專利號CN 106396421 A。其針對目前主流玄武巖纖維制備技術的不足，提供一種能夠大大提高玄武巖溶體的均質性，保證連續玄武巖纖維穩定生產的一種連續玄武巖纖維的額生產方法。

選料——熔融工藝——纖維成型工藝給出了詳實的技術指導。具有較高的工業生產指導意義。