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玻璃纖維在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

由于玻璃纖維的優(yōu)良性能使玻璃纖維織物具有強(qiáng)度高、不吸濕、尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn),因而可在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域用作矯形和修復(fù)材料、牙科材料、醫(yī)用器材等。與傳統(tǒng)的棉布石膏繃帶相比,玻璃纖維織物與各種樹脂制作的矯形繃帶克服了以往石膏繃帶強(qiáng)度低、吸濕、尺寸不穩(wěn)定等缺點(diǎn)。英國H.D.Michael等人發(fā)明的由水溶性磷酸鹽玻璃纖維和一種生物降解性聚合物構(gòu)成的復(fù)合材料可用于病人體內(nèi)損傷組織的修復(fù)

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日本北海道大學(xué)、千葉工學(xué)院研究的一種由生物相溶性玻璃CPSA生產(chǎn)的玻璃纖維塑性非常好,將其加工成球狀和束狀兩種幾何形狀不同的結(jié)構(gòu),與成骨蛋白(BMP)結(jié)合并植入動物體內(nèi),以此可研究成骨誘導(dǎo)因素制定骨組織工程戰(zhàn)略。通過研究人員的多次實體試驗,證實CPSA(CaO-P2O5-SiO2-Al2O3)復(fù)合材料具有理想的生物相容性,而且CPSA玻璃纖維在牙科中已投入臨床應(yīng)用。

實踐證明,玻纖膜濾器對白細(xì)胞有著很強(qiáng)的吸附能力和捕獲能力,具有很高的白細(xì)胞去除率,而且作業(yè)穩(wěn)定性極好。另外,玻璃纖維用作呼吸器的濾毒器已有多年歷史,這種濾材對空氣的阻力很小,細(xì)菌過濾效率很高。

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3.4玻璃纖維在建筑材料領(lǐng)域的應(yīng)用

眾所周知,以水泥為基體的建筑材料突出的特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高而抗彎、抗拉強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度低,隨著人們對玻璃纖維的深入研究開發(fā),耐堿玻璃纖維的問世便產(chǎn)生了一種新型的克服了水泥基體缺陷的玻璃纖維增強(qiáng)水泥材料,這種材料不僅可以提高水泥基的抗彎、抗拉強(qiáng)度,還可以提高其抗沖擊強(qiáng)度。

玻璃鋼是以熱固性或熱塑性樹脂為膠結(jié)料,以玻璃纖維紗或玻璃布為填充料的一種復(fù)合材料。其綜合發(fā)揮了這兩種材料的優(yōu)點(diǎn),具備輕質(zhì)高強(qiáng)的主要特點(diǎn),耐熱性、耐腐蝕性及電絕緣性都良好。玻璃鋼在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用有采光、衛(wèi)生、裝飾裝修、給排水、采暖通風(fēng)、圍護(hù)土木、電氣、工裝器具等。

玻纖胎是玻璃纖維在建筑領(lǐng)域應(yīng)用的又一種材料,是通過短切玻璃纖維濕法成型,然后浸漬高分子粘結(jié)劑,經(jīng)高溫干燥固化而成的玻璃纖維制品,具有良好的防水性能及耐老化耐霉變性能,尺寸穩(wěn)定且具有良好的加工性能。同時,在施工時可采用熱溶或冷粘法,因此全年施工都不會受氣候的影響。

3.5玻璃纖維在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用

航空航天領(lǐng)域薈萃了當(dāng)今世界上先進(jìn)的科技成果,也是新材料科學(xué)技術(shù)水平的集中展示。隨著我國在該領(lǐng)域的大力發(fā)展,高性能玻璃纖維復(fù)合材料已成為航空航天工業(yè)中不可或缺的一種材料,與鋁合金、鋼和鈦合金3大金屬材料共同成為支撐航空航天事業(yè)發(fā)展的基石。

在航空上,無論是民用客機(jī)還是軍用飛機(jī)都使用了玻纖復(fù)合材料。如在內(nèi)外側(cè)副翼、方向舵和擾流板等處都有用到。纖維增強(qiáng)塑料有效地減輕了飛機(jī)質(zhì)量,提高了商用載荷,節(jié)約了能源??团搩?nèi)的頂板、行李箱、各類儀表盤、機(jī)身空調(diào)艙、蓋板等都用到了纖維增強(qiáng)工程塑料,達(dá)到了質(zhì)輕美觀耐用的效果。

在航天領(lǐng)域,高性能玻纖復(fù)合材料作為主承力結(jié)構(gòu)材料在運(yùn)載火箭和航天器上的應(yīng)用越來越普遍。利用纖維纏繞工藝制造的纖維/環(huán)氧復(fù)合材料固體發(fā)動機(jī)殼是近代復(fù)合材料發(fā)展史上的一個里程碑,它具有耐腐蝕、耐高溫、耐輻射、阻燃、抗老化的性能。航天器上的防熱材料大量采用了纖維、高硅氧增強(qiáng)酚醛樹脂。

另外科研人員對玻璃纖維表面進(jìn)行了化學(xué)等處理,有效地改善了玻璃纖維的脆性,從而制得了一種超細(xì)玻璃纖維織物,比開司米軟7倍,比的確涼布軟14倍,成功的用于宇航服的制作??傊?,玻璃纖維這種材料從我國神舟2號開始直到神舟7號載人飛行均獲得了成功應(yīng)用。

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小結(jié):

近年來,隨著國內(nèi)玻璃纖維的迅速發(fā)展,我國逐步成為了世界上大的玻璃纖維生產(chǎn)國,對玻璃的需求量也在逐年增加。國內(nèi)玻璃纖維行業(yè)的產(chǎn)能增長基礎(chǔ)是需求的增加,在滿足國內(nèi)需求的同時進(jìn)行外銷。

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