玄武岩纤维的定义

玄武岩纤维是以天然玄武岩矿石为原料，经1450℃—1500℃高温熔融后，通过铂铑合金漏板高速拉丝制成的连续无机纤维。其主要成分包括二氧化硅、氧化铝、氧化钙等氧化物，颜色通常为褐色，具有金属光泽。作为我国重点发展的四大高性能纤维之一（与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯并列），它被定位为绿色环保材料，废弃后可自然降解，对环境无害。

图片来源于：上海联净

玄武岩纤维性能特点

·高强度与高模量

抗拉强度与高强度玻璃纤维相当，弹性模量优于芳纶和普通玻璃纤维，适用于结构增强材料；

·耐高温性

使用温度范围广（-260℃—880℃），短期耐温达1000℃，长期可在760℃环境下稳定使用；

·化学稳定性

耐酸、耐碱（尤其耐碱性优于玻璃纤维），抗腐蚀性强，适用于海洋工程、化工等领域；

·环保性

原料天然无毒，生产过程中无排放，废弃后可生物降解；

·功能多样性

具有电绝缘性、隔音隔热性、低吸湿性，且热膨胀系数与混凝土相近，适合建筑加固；

·表面改性潜力

通过纳米粒子涂层或等离子体处理，可提升纤维表面粗糙度和生物亲和性，用于水质净化等环保领域。

玄武岩纤维在纺织领域应用

·防护服装

消防服、避火服：利用其永久阻燃性（耐760℃高温），替代石棉、芳纶等材料；

电焊服、炉前工服：短期耐温达1000℃，提供高温作业保护。

·功能面料

防油防水布：通过后整理，制成永久阻燃且防污的面料；

军用装备：用于装甲车乘员阻燃服，兼具轻量化和高强度。

·创新应用

月面国旗：武汉纺织大学团队攻克超细纤维纺丝技术，制成嫦娥六号月面展示的玄武岩纤维国旗；

高端箱包：与粘胶纤维混纺，开发轻量化、耐高温的箱包材料。

玄武岩纤维凭借环保性、耐高温性和多功能性，正在从建筑、交通领域向纺织等高附加值产业拓展。尽管存在成本和生产技术瓶颈，但其在防护服装、航空航天等领域的创新应用已展现巨大潜力。未来通过工艺优化和标准化（如《玄武岩纤维代号》国家标准制定，有望进一步推动产业化发展。

玄武岩纤维的未来发展方向

玄武岩纤维熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物排出，这使得玄武岩纤维的制造过程对环境无害，无工业垃圾，不向大气排放有害气体，且玄武岩纤维分解后即为土壤母质，能自然降解，对环境不会造成二次污染。因此，作为 21 世纪的一种新型环保材料，玄武岩纤维成为目前研究的热点，也成为了很多行业争相使用的原材料。玄武岩纤维具有原料充足 、材料环保、优异的耐高温和热震稳定性能、较好的化学稳定性、较高的弹性模量和抗拉强度、较高的吸音系数、良好的电绝缘性和介电性能、天然的硅酸盐相溶性、较低的吸湿性、较低的热传导系数等优势性能 。

我国自1970年代开始，中国建筑材料科学研究总院、南京玻璃纤维研究设计院等单位对连续玄武岩纤维的生产技术进行了研究，2000年后国内在改进外国生产技术的基础上实现了玄武岩连续纤维的产业化生产，并逐步实现自主知识产权研发，2002年，我国将“连续玄武岩纤维及其复合材料”列入国家863计划。目前该项目正成为各地发展高技术材料热门选择的对象。“十五”期间，拥有自主知识产权的863计划成果为玄武岩纤维项目的产业化奠定了坚实的基础。

从国内第一座玄武岩连续纤维拉丝炉诞生，到产业发展的今天，国内玄武岩连续纤维产业走过了最艰难的20年，完成了从无到有、从有到强的艰辛历程。近年来，玄武岩纤维在我国发展较为迅速，我国成为拥有世界上最领先的玄武岩纤维生产技术的几个国家之一。

一、玄武岩纤维在国防军工领域方面的应用

玄武岩纤维是继碳纤维、芳纶、超高相对分子质量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。它是21世纪在国防军工领域有着非常重要应用的一种高技术纤维，是体现国防科技战略布局的一种新材料。玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，在航空航天、火箭、导弹、战斗机、核潜艇、军舰、坦克等武器装备的国防军工领域有广泛的应用。它可以促进军队武器装备的升级换代，增强军队的战斗力；可在某些领域替代碳纤维，节约相关武器装备的制造成本；可形成新的军民两用技术。寓军于民，有力地推动我国未来这一重大高科技产业的形成。因此，开展玄武岩纤维在国防军工领域的应用研究有着十分重要的战略意义和现实意义。

二、玄武岩纤维在土木建筑领域的应用

玄武岩纤维抗拉强度高，同时耐酸又耐碱，与混凝土有着基本相同的成分，密度也接近，所以玄武岩纤维的相容性和分散性好于其他增强纤维，可用来替代钢筋作混凝土建筑结构的增强材料，不仅能提高建筑物强度，还能大大延长建筑物的使用寿命。它能从根本上大幅度地提高建筑质量，增强抗震加固、抗冲性、防火安全性、吸音、消音和保暖节能效果。同时也能作为建设堤坝和灌溉工程用增强材料以及港口码头建设的增强材料。用玄武岩连续纤维编织物和无捻粗纱制成的土工材料，可用来加固堤坝、水电站水坝、高速公路和立交桥等。

三、玄武岩纤维在消防防弹方面的应用

玄武岩纤维用于防火服正处于起步阶段，由于其本身的特殊性能，用于防火服领域有较大的优势。玄武岩纤维是无机纤维，具有不燃性、耐温性(-269～700℃)、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。如果玄武岩纤维与其它纤维混纺可制成阻燃面料，用于部队的相关阻燃装备优势较大。同时玄武岩纤维可用作坦克、装甲车、防爆车、防爆毯、炮弹箱、军事工事的坑道门等，有着较高的应用价值和广阔的发展前景。

四、玄武岩纤维在交通运输方面的应用

玄武岩纤维是天然绿色的新材料，将为我国交通运输领域的基础建设发挥升级换代的作用。首先，玄武岩纤维可以提高我国交通运输基础设施建设的质量，降低成本，促进交通运输业的升级换代。我国“十一五”期间要优先发展交通运输业，即将建设铁路新线1.7万公里，其中客运专线7000公里；进一步完善国家高速公路网在内的公路网络，公路总里程达到230万公里，其中高速公路6.5万公里。此外还有大量的港口、机场建设的工程。其次，玄武岩纤维是碳纤维的低价替代品，有些性能还高于碳纤维，这可以从一定程度上缓解我国碳纤维、芳纶等高技术纤维短缺带来的一些供求矛盾。尤其是从战略层面上看，面对我国碳纤维落后的现状，大力发展玄武岩纤维不失为是一种弥补碳纤维不足和“引领未来”的战略选择。再者，玄武岩纤维用先进材料的制造技术，特别是绿色制备技术增加了新的基础原材料，达到了节能、降耗和环境友好的目的。此外，玄武岩纤维还用于汽车货架、车内扶手、公共车行李架、汽车制造用输送架、冷藏车结构、隔热壁板、座椅等。

五、玄武岩纤维在石油化工领域方面的应用

玄武岩纤维复合材料可引发石油天然气管道业的革命。用玄武岩纤维缠绕环氧树脂的复合管材可用于输送石油、天然气、冷热水、化学腐蚀液体、散料、电缆管道、低压和高压钢瓶和出油管等。以石油管道为例，玄武岩纤维管道施工投产后，连续使用期限为80年。同时玄武岩纤维具有优良的耐高温性，可以用作压机缓冲垫，冷藏或气体液体槽罐的隔热材料，高温净化过滤材料。

六、玄武岩纤维在电子工业方面的应用

玄武岩纤维聚合物基复合材料是优良的绝热和绝缘材料。玄武岩纤维的体积电阻率比E玻璃纤维高一个数量级，利用玄武岩纤维的这一介电特性和吸湿低、耐温的特性，可以制成高质量多层印刷电路板的覆铜板。同时也可用作为绝缘线皮，变压器模与增强部件。此外，玄武岩纤维可用作风力发电叶片的增强材料。

七、玄武岩纤维在体育休闲领域中的应用

玄武岩纤维是最早应用在此领域的纤维之一，就是因为玄武岩纤维具有优异的抗拉强度。国外已开发的产品有：钓鱼杆、曲棍棒、天线、滑雪板、雨伞柄、撑杆、弓箭和驽弓、运动场坐凳等。

八、玄武岩纤维在医学领域中的应用

纤维的酸度系数越低，其化学耐久性越好，使用温度也越高。pH值越高，碱性氧化物越多，抗水性能就越差。根据上海俄金有限公司计算，玄武岩纤维的酸度系数为5.48，pH值为1.7。所以玄武岩纤维具有特殊的耐温性和良好的化学稳定性，用作高温过滤材料，有利于抗生素生产过程中空气净化和消毒。

玄武岩纤维及其复合材料是21世纪的绿色环保材料，是世界高技术纤维行业中可持续发展的有竞争力的新材料产业，由于它可替代玻璃纤维、石棉和部分碳纤维，且性能优异，制造成本相对较低，替代潜力很大，可填补我国新材料领域的空白。玄武岩纤维在未来会拥有更广阔的市场应用前景且各个领域对玄武岩纤维的需求量也会不断增加，因此加快对玄武岩纤维及其制品的研究与开发对促进我国玄武岩大规模的生产具有举足轻重的意义。

文章来源：复材应用技术、网络、NTMT纺织新材料

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