玻璃纤维的化学稳定性是指它抵抗水、酸、碱等介质侵蚀的能力。通常以受介质侵蚀前后的重量损失、析出的碱量及进入侵蚀液中的玻璃组成量、侵蚀后的强度损失和纤维直径减少率等项指标来度量。

关于玻璃的化学稳定性，已有大量的研究，这方面的专著不下几千种。玻璃纤维与同品种的玻璃相比，有很大的表面积，因此受介质侵蚀更为剧烈，但就其侵蚀机理而言，却是和玻璃相同的。

玻璃受酸的侵蚀是玻璃中的Na⁺ 与酸侵蚀介质中H⁺的离子交换过程。浸析速度由侵蚀介质中的H+状态所决定。侵蚀过程中，生成≡Si-OH保护膜，它阻碍了侵蚀进程。

≡Si－O－Na + H⁺→≡Si－OH + Na⁺

(玻璃)   (溶液)     (溶液)

石英玻璃非常耐酸侵蚀，因为它不含有可作离子交换的阳离子。Na₂0－CaO－Si0₂玻璃有大量的硅氧骨架，所以也比较耐酸侵蚀。E玻璃中存在分相，且硅氧骨架少，耐酸侵蚀就差。在lmol/L H₂S0₄中处理时，几乎所有玻璃网络外离子都会溶出，只剩下硅氧四面体骨架和少量的A1₂0₃。表1列出了E玻璃纤维酸侵蚀后溶液中浸出物含量。硅氧四面体骨架虽然能连接在一起，但强度已经极低，只有约245MPa。但经热处理，纤维或玻璃收缩密实，强度又可大大提高，变成Si0₂含量94%以上的高硅氧纤维或玻璃，长期使用温度可达1000℃，可作为耐高温的产品。如高温过滤材料、耐烧蚀材料、电缆防火材料等。

                      表1   E玻璃纤维受酸侵蚀后溶液中浸出物的含量 

注：100℃煮沸2h，试样表面积5000cm²，溶液250ml。

由于E玻璃纤维不耐酸，限止了它的应用领域，为此专门研制了耐酸E玻璃纤维(ECR)，既保持了E玻璃纤维的高强度等性能，又显著提高了耐酸性。如10%酸浓度，28天的失重与无碱(E)玻璃纤维相比较，H₂SO₄从45.5%降至10.7%，HCl从44.0%降至9.2%，HN0₃从35.0%降至8.7%。ECR玻璃能提高耐酸性的原因是它不含B₂0₃ ，消除了玻璃分相；增加了Ti0₂、ZnO等提高耐酸性的氧化物。

玻璃受碱侵蚀的过程是玻璃中硅氧骨架破坏的过程：

≡Si—O—Si≡+ OH^- → ≡SiOH + HOSi≡；

实际上，除OH^-的作用外，不同阳离子的碱溶液也会对侵蚀过程有影响。一般来说，一价碱金属阳离子的碱溶液要比二价阳离子的碱溶液对玻璃的侵蚀大。同价的阳离子中，随着离子半径增大，侵蚀作用减弱。但是Ca(OH)₂溶液例外，因为Si0₂在 Ca(OH)₂溶液中溶解度非常小，所以Ca(OH)₂对玻璃的侵蚀非常少。

硅酸盐玻璃纤维在碱溶液侵蚀下都会被腐蚀，使纤维强度丧失。为了开拓玻璃纤维增强水泥材料，对 AR玻璃纤维的研究应运而生，并且国内外都有不小的进展。这类AR玻璃中含有Zr0₂，它使玻璃具有良好的耐碱性。目前具有代表性的是英国的Cemfil玻璃纤维。用它制成增强水泥制品(简称GRC)，有良好的抗弯强度和抗冲击强度，被用作建筑物中的非承重构件，如内、外墙护板等薄壁制品。

含Zr0₂的玻璃抗碱侵蚀机理尚未完全清楚。目前比较一致的看法是随着玻璃中Zr02含量的增加，在碱侵蚀过程中形成一层富锆的保护膜，这层膜致密减慢了浸出物和介质的扩散速率，减缓了侵蚀速度，因而显著提高了耐碱性。

不论是E玻璃还是C玻璃纤维，在水泥碱液侵蚀下，都很快腐蚀而丧失强度。于是，人们又致力研究各种耐碱的表面处理，以期提高纤维的耐碱性，结果发现，薄层的表面处理效果欠佳。近年来研究发展涂以厚的树脂代替钢筋，取得了优于钢筋的各种性能，如耐化学侵蚀性、高轴向强度、非磁性、轻重量等。其制品可应用在需用盐防冻的混凝土结构如桥梁、道路、停车场等；近海地区的混凝土结构如码头、桥墩、采油平台、水渠等；化工厂地面板、化学品贮罐、废水处理设备等特殊防腐领域；以及地下工程和低导电、非磁性混凝土构件。

玻璃受水侵蚀是一个复杂的过程。首先，玻璃中的非桥氧产生弱酸盐水解，结果脱碱：

≡Si-O—Na + H₂0→≡Si-OH+Na⁺+OH^-

Na⁺离子迁移的结果剩下了氧，为了满足电场平衡，吸收H₂0中的H⁺并形成OH^-，它进一步同硅氧键作用：

≡Si－O－Si≡+ OH^- →≡Si－OH + ≡SiO^-

形成一个末端结构≡SiO^-，电价不平衡，又与H₂0作用：

≡SiO^-+H₂O→≡Si—OH+OH^-

这就是Charks的钠钙硅酸盐玻璃受水侵蚀的理论。由于玻璃中Na⁺的脱离，表面生成多孔的高硅膜。侵蚀介质的浸入和产物的扩散以及沥滤高硅膜的溶解速度，决定了玻璃的耐水性。表2列出了E、C5^# 和A玻璃纤维的耐水性。从表中可见，E玻璃纤维的耐水性优于C玻璃5^#和A玻璃纤维。E玻璃纤维属于I级水解级，C玻璃5^# 属于Ⅱ级水解级，而 A玻璃一般属于Ⅲ级水解级。

                                     表2      几种玻璃纤维的耐水性^①

① 5000cm²表面积试样，在250ml蒸馏水中煮3h。

② E玻璃纤维是指R₂0＜2%的成分。

玻璃纤维制品在运输、贮存过程中，总会受到大气中水的作用，结果使玻璃中的Na⁺迁移到表面，进而随着Na的浓集，变成碱性侵蚀，纤维强度损失。为了确保玻璃纤维制品的质量，纤维要有良好的耐水性。在我国玻璃纤维工业发展初期，曾经大批量生产过A玻璃纤维制品，在霉雨季节高湿度下存放时间一长，制品就失去强度而变脆。后来用耐水性较好的C玻璃5^#代替，避免了这种现象。当然A玻璃纤维有较多的硅氧骨架，耐酸性优于E玻璃和C5^#玻璃纤维，如在0.25mol/L H₂S0₄溶液中，5000cm²表面积的纤维试样于100℃煮3h，A玻璃纤维的失重只有38．80mg，而C玻璃和E玻璃纤维的失重分别为49．20mg和1064．00mg。所以用于一些耐酸制品时，如蓄电池隔离片、硫酸厂的酸雾过滤材料等，A玻璃纤维更适合。但是由于A玻璃纤维产品强度低、耐水性差的缺点，不适宜做树脂增强材料，我国已明令禁止生产，尤其是用陶土坩埚生产的玻纤制品。

玻璃纤维在自然条件下，经过阳光、风、雨和水气或其它气体的长期作用，会发生老化现象，其强度也会逐渐丧失，或者产生其它的物理化学变化。曾在南京地区的室内和室外条件下研究过玻璃布老化后强度的变化，E玻璃和C玻璃5^#玻璃布在室内存放10年后，强度保持了70%左右。而在室外暴露3年，强度下降了80%左右。但是一旦制成树脂复合材料制品，虽然在同样条件下暴露3年，强度只损失30%或更少。可见，树脂能有效地保护玻璃纤维。