一、玄武岩连续纤维研发过程及现状
玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现于上世纪60年代初，从70年代开始，美国和德国的科学家先后对玄武岩连续纤维的制备进行了大量的研究，但是均未能成功地实现工业化生产。在60〜70年代，前苏联玻璃钢与玻璃纤维科研院乌克兰分院根据前苏联国防部的指令，着手研制玄武岩连续纤维。乌克兰建筑材料工业部设立了专门的别列切绝热隔音材料科研生产联合体，主要任务是研制玄武岩连续纤维及其制品的制备工艺，经过十几年的探索，终于在1985年研制成功，并于该年实现了工业化生产。
现今前苏联诸国的玄武岩连续纤维池窖有的已发展到年产700吨的规模，使用400孔的铂金漏板拉丝技术;美国玄武岩连续纤维池窖经过几十年的发展已达到1000〜1500吨的规模，使用800孔漏板拉丝技术。
连续性玄武岩纤维自实现工业化生产至 今已有20多年,在此期间，我国国家建筑科学研究院和南京玻璃纤维研究设计院也先后开展了对玄武岩连续纤维的研发，但是都没有成功。2002年9月国家科技部将“玄武岩连续纤维及其复合材料”项目列入国家863计划，深圳俄金碳材料科技有限公司承扭了该计划课题，成功研制出“一段法”生产工艺 即采用纯天然玄武岩，不加任何辅料进行玄武岩连续纤维生产，此后其以技术成果作价入股成立了“横店集团上海俄金玄武岩连续纤维有限公司”，将其成果转化，实现了批量生产。
二、玄武岩连续纤维性能
2.1玄武岩连续纤维组成及结构
玄武岩连续纤维由玄武岩矿石经熔融、拉丝等工艺制得，纤维密度大约在2. 6〜3. 05g/cm3，主要组份为二氧化硅、三氧化二铝三氧化二铁羞化亚铁二氧化钕歲化钠等。各组份含量如表1所示(随产地的不同含量存在差异)。
玄武岩连续纤维组份中硅氧化物所占比例最大，由它形成了纤维的链状结构骨架，三氧化二铝也进入结构骨架网络中，在链的侧方由阳离子铁、钦、销等进行连接形成结果稳定的非晶态物质。各组份对玄武岩连续纤维性能产生不同的影响，其作用如表2所示。
2.2玄武岩连续纤维的性能
玄武岩连续纤维属于非晶态物质，化学稳定性好，使用温度范围大(工作温度约为 269〜900 °C)，具有良好的力学性能，导热系数及吸湿能力低且不随温度变化，无毒不易燃，废弃后可天然降解，是一种“绿色环保材料”。
(1)玄武岩连续纤维的化学性能玄武岩连续纤维具有良好的耐酸碱性， 耐水性也相当强，属于一級耐水材料，有实验指出玄武岩连续纤维在70 °C水中，经过1200小时后，才失去部分强力。
表3 给出了玄武岩连续纤维和E4璃纤维在不同介质中煮沸3小时后的重量损失。从表中可以看出，与璃纤维相比，玄武岩连续纤维具有更突出的化学稳定性。
(2)玄武岩连续纤维物理机械性能玄武岩连续纤维具有优良的物理机械性能(如表4)，拉伸强度、弹性模量及断裂伸长都较大，在一些应用领域内，完全可以代替玻 璃纤维減纤维等充当复合材料的增强体，且 性价比较其优越。
三、玄武岩连续纤维的制备
3.1原料选择
玄武岩在全球分布极其广泛，然而并不是所有的玄武岩都满足于生产玄武岩连续纤维的要求，为顺利实现熔融和拉丝，玄武岩各组份含量必须满足一定要求(见表5)，且表示玄武岩中基本酸性氧化物与碱性氧化物的比值的酸性模量要在3〜6. 5之间，即有6. 5> (SiCb + Ab〇3)/ (CaO + MgO) > 3 (酸性模量在一定程度上反应了玄武岩连续纤维的化学稳定性及使用寿命的高低)。只有满足上述要求的玄武岩矿石才能够用于拉制玄武岩连续纤维。
3.2 生产工艺
玄武岩连续性纤维以天然玄武岩矿石为 原料，粉碎后加入池窖中，在1450 °C〜 1500 °C经熔融后拉丝制得。目前玄武岩连续纤维的生产多采用池窖化生产和多孔大漏板拉丝，工艺流程主要包括原料制备工艺、熔制工艺、成型工艺和退解工艺等。
(玄武岩短切纤维)
玄武岩矿石原料与纤维成品比率可达1:1:1，在玄武岩中氧化亚铁和氧化铁的含量较高，所以在熔制过程中必须严格控制氧化还原气氛。为实现穂定拉丝，前炉一般采用短通路，以便熔融玄武岩液体在短时间内通 过，与此同时需配以短漏嘴和热风式丝根冷 却器等。
四、玄武岩连续纤维复合材料
玄武岩连续纤维在复合材料领域内越来越受到青睐，其原因可归结为三点：
1、现今碳纤维供货紧张，货源奇缺，价格暴涨，迫使人们去寻找性价比更高的替代品;
2、“绿色 环保”复合材料引起研究者的广泛关注，采用 可天然降解的材料来制造日常消耗品等，可以实现绿色环保要求;
3、玄武岩连续纤维做为一种环保材料，可天然降解且具备较高性能，性价比较为优越，完全可以满足上述要求。
因此对玄武岩连续纤维在复合材料中应用的研究日渐增多，我国科技部对玄武岩连续纤维的研究也给予了极大的关注和重视，自2002年将“玄武岩连续性纤维极其复合材料”项目列入863计划后，2004年5月、11月国家科技部又将其列入国家級火炬计划、国家科技型中小企业创新基金。
目前，玄武岩连续纤维复合材料研究及应用主要包括以下几个方面。
4.1过滤材料
玄武岩连续纤维与植物纤维复合开发过滤材料，其目的之一便是利用原料可天然降解性开发出性能优良的绿色复合材料，从源头控制污染，实现“零排放”。
国内研究者制造该材料所采用工艺为：玄武岩连续纤维表面预修饰处理、配料、打浆添加化学添加剂4少片、干燥、成品等。具体过程为：称取一定量本色针叶纤维素纤维板，加入适量水中浸泡数小时后，将其撕成碎片，在打浆机上进行打浆，达到要求打浆度后，利用打散器将一定量经过弱碱处理的玄武岩连续纤维分散于水中，加入纤维素纤维， 再依次加入少量的分散剂聚乙烯醇等化学试剂，然后在抄纸机上利用湿法制备纤维复合材料，经千燥后即可成型。
配料比通过正交实验分析得出最佳配比为：玄武岩连续纤维和植物纤维各占50%复合材料中，添加3 %聚乙烯醇、2 %的合成乳胶。所得滤材性能如下：透气性10 mm水柱 650ml/min，耐折度20次，撕裂强度 2320mN ，撕裂指数18. 3mN•m2/ g。
4. 2筑路材料
目前玄武岩连续纤维作为筑路材料应用 途径主要有两种：一种是以纤维布的形式应 用于土工格栅中，另一种则是利用玄武岩连 续纤维复合材料与沥青混合直接用于筑路。 应用玄武岩连续纤维土工格栅的沥青路面抗 疲劳开裂性航低温缩裂性对高温车辙性等 均得到提高，并且加强了路面土基，使路面使 用寿命得到提高。与玻璃纤维土工格栅相比，玄武岩连续纤维土工格栅性能较其优越，较适当。
国内研究者尝试利用海泡石、玄武岩连 续纤维制造的纤维复合材料与沥青混合用于 筑路，以提高路面的使用性能和使用寿命，结 果取得了成功。经研究发现混料中海泡石对 沥青表现出极强的吸持能力，可吸附一定量 的自由沥青和沥青油份，有效调节沥青质与 胶浆的含量;经改性后的玄武岩连续纤维在 沥青中主要起“桥接”和“加筋”作用。由此法 制得混料由于两种纤维的作用互补，使沥青 混料的性质得到显著改善，具有良好的耐水 性、高温稳定性、低温抗裂性及抗疲劳性.
4.3日耗品
通过玄武岩连续纤维和植物纤维复合制 造纤维复合材料用于日耗品(如快餐盒、一次性纸杯浓用育苗钵等)，可实现制品的天然降解，对环境无污染，充分体现了绿色环保性。
国内研究者应用与湿法造纸类似工艺制备该纤维复合材料，其工艺为：配料、打浆、测定打浆度、成型、热轧固化、切边等。具体工艺为，将植物纤维加适量水浸泡一定时间，然后进行打浆，达到一定打浆度后，在浆料中添加玄武岩连续纤维继续打浆至要求打浆度，在浆料中按一定比例加入添加剂，如湿强剂、防水剂、防油剂等，并搅拌均匀，然后通过成型、固化、切边等工艺制造出各种日耗品。
国内研究人员对配料比进行过正交实验分析，得出最佳配比为：玄武岩连续纤维含量40 % 4直物纤维含量48%、湿强剂4%、防水剂6 %妨油剂2 %，打浆度60° SR;用此配比抄得试片性能如下：耐折度30次，撕裂度550Mn，透气度2.1um/pa. s，吸水率0. 065，吸油率0.10 (注：由于试片未进行表面处理吸油率和吸水率均偏高)。
4.4增强材料
玄武岩连续纤维与E—玻璃纤维相比， 具有更高的使用温度和弹性模量;大量的实验和实践证明了玄武岩连续纤维的耐水性、 耐酸性耐碱性、耐高温性都很好，且比较稳定;该纤维和各类树脂复合时，比玻璃纤维、 碳纤维有更强的亲和力，作为基础工业的复合材料增强体有很好的发展前景，特别是玄武岩连续纤维应用在建筑工程材料中，与碳纤维等相比有性价比优势。
4.5玄武岩连续纤维的其它用途
武岩连续纤维除上述应用外，也可应用于制备热绝缘材料、声绝缘材料成震材料等。
五、结束语
玄武岩连续纤维是一种具有独特性能的非金属基础材料，对玄武岩连续纤维及其复合材料研究以及产业化的实施，有可能形成一个新的绿色环保产业，对我国建筑、航空航天我车船舶制造、石油化工、电子等高技术领域的工业产品带来积极的影响。连续玄武岩连续纤维在建筑领域内的应用有非常广阔的前景，在民用和军工某些领域也将发挥重要的作用。
