有學者認為,纖維成型過程是一個很復雜的物理過程,也包括化學過程。纖維成型涉及黏性流體在毛細管內的流動規律,涉及到黏性流體被牽伸時的張力與穩定性問題,涉及到周圍介質被牽伸的細流體的冷卻問題,而所有這些問題又都和玻璃溶體的流變性能有關。
也有學者認為,纖維過程是一個傳質、傳熱和克服各種力的平衡的運動。玻璃液從漏嘴流出時,進入氣體空間過程中,溫度急劇降低、黏度急速變化,同時在拉引力的作用下,克服玻璃液的內摩擦力和形成新表面時的表面張力拉伸變形成纖維。
連續玻璃纖維拉絲屬于熔體拉絲。要拉絲順利,首先要有均質玻璃。均質玻璃既包括化學成分方面的均質,也包括物理方面的溫度、黏度的均質和適宜。均質玻璃應是玻璃缺陷受到控制的玻璃。 當玻璃液進入和流經漏嘴時,纖維成型的過程已經開始。各種漏嘴結構的設計就是科技人員在探索玻璃液進入漏嘴時的規律,以滿足生產各種玻璃纖維的需要。
當玻璃液從漏嘴流出,在適宜的溫度黏度條件下形成液滴,液滴呈半圓球形。玻璃液在溫度過高黏度太小時則形不成液滴而形成的是液流,液流很難使纖維成型。相反玻璃液在溫度過低黏度太大時,玻璃液逸出漏嘴時則非常困難,逸出漏嘴的玻璃體呈圓柱形或其他異常形狀,這對纖維成型也非常不利。
當漏嘴出口的玻璃液在拉絲機拉引力的作用時,液滴形成了絲根。從漏嘴出口到纖維截面不變的這段距離叫絲根或稱纖維成型區。通常認為,正確的絲根幾何形狀是以玻璃液形成了又內凹的彎曲表面的倒錐形為宜。絲根的長度與形狀和玻璃的化學組成、玻璃溫度黏度曲線、單絲直徑、絲根周圍的介質條件等相關。
從某種意義上講,上面敘述的是狹義的纖維成型過程。從廣義來講纖維成型和玻璃成分設計、玻璃原料質量控制、窯爐或坩堝機構設計、玻璃熔制或球法拉絲的玻璃球二次熔化、漏板結構、拉絲成型區的氣流控制、漏板溫度場條件、拉絲工藝佈置、拉絲速度等密切相關。應該說纖維成型是個大的系統工程。
源自:《連續玻璃纖維使用成型技術》