随处可见的玻璃纤维
对于今天的人来说,玻璃纤维或许是一个陌生的概念,但绝不是一个陌生的事物。如今,玻璃纤维早已进入国民经济的各个方面,是一种重要的材料。
说到纤维,一般人想到的可能是布、毛等东西。严格的说,纤维是指“由连续或不连续的细丝组成的物质。”人类最早应用的,是植物纤维(如麻纤维、竹纤维)和动物纤维(如动物毛、蚕丝)。纤维经过纺织,就可以得到布、丝绸等产品。但是,在科技发达的现在,纤维已经远远不止天然来源了,合成纤维和碳纤维都早已进入人们的视线之中,他们的原料分别是聚合物和碳化聚合物。而我们今天的主角玻璃纤维的原料,不错,就是玻璃。
将玻璃拉成细丝做成的纤维,乍听起来可能比较奇怪,但其实它却比我们常见的不少合成纤维的“年龄”还要大哦。最早的由玻璃纤维织成的玻璃棉在1933年就已经面世,由于其良好的吸声降噪、防火隔热性能,被广泛应用在建筑材料领域。至今,玻璃纤维直接制成的玻璃布的主要应用领域仍是建筑领域。
在聚合物科学迅猛发展的时候,玻璃纤维开始与聚合物“共生”,并形成了一种玻璃纤维增强复合材料,也就是大名鼎鼎的玻璃钢。玻璃钢的问世使玻璃纤维得到了更广阔的舞台,这也是玻璃纤维最重要的应用领域之一。
今天,玻璃纤维产品已拥有5000多个品种、60000多个规格用途,其应用遍及电子、通讯、建筑、化工、冶金、核能、航空、航天、兵器、舰艇、车船、海洋开发以及遗传工程等高新技术领域。可以毫不夸张地说,玻璃纤维已经成为全球21世纪不可缺少的可持续发展的高新功能材料与结构材料之一。
玻璃纤维会污染环境吗
玻璃纤维会污染环境吗?这是很多人强烈关注的问题。其实严格来说,这个答案是肯定的。
说到污染环境,相信很多人都会马上得出结论:这个东西有毒。但事实上,这个认知是不对的。玻璃纤维就是那种会造成污染但却无毒的物质。
你一定会问,玻璃纤维无毒,但为什么会又会污染环境呢?
首先,我们需要了解玻璃纤维究竟是什么。前面提到了,玻璃纤维就是玻璃做的细丝,而玻璃的主要成分,就是二氧化硅。二氧化硅是一种无毒的物质,它除了是玻璃的主要成分外,还是沙子、陶器和水泥的主要成分。如果连沙子都有毒,那这个世界未免也太过凶险了。
但是,正如沙尘暴会污染环境一样,玻璃纤维同样会对环境产生污染。而污染环境的方式,和沙尘暴一样,都是粉尘污染。
玻璃纤维的粉尘污染主要来自于加工时产生的废丝。由于玻璃纤维极细,其直径一般只有3~20微米,在加工和后期运输过程中,废丝极易扬起,造成粉尘污染。如果不加防护,废丝很容易被吸入人体内,或沾在皮肤上。因此,玻璃纤维的废丝利用一直是一道难题。在我国,废丝治理正在愈来愈受重视,关于这一方面的研究层出不穷,废丝回收再利用正在加强,但由于企业成本问题,目前最主要的废丝处理方式仍是填埋。
除粉尘污染外,由于某些玻璃纤维制品制备时往往还需要加入少量其它矿石和有机助剂,这些物质可能有一定的毒副作用,会造成废水和废气污染。
不过,必须指出的是,以上污染基本来自于生产和加工环节。对于一般消费者来说,由于玻璃纤维相关的产品强度极大,结构难以破坏,渗透在生活各个方面的玻璃布和玻璃钢等成品基本不会对环境产生危害。
玻璃纤维对人体有害吗
前面提到了,玻璃纤维对人体最大的危害在于其废丝的可吸入性。另外,有一些人的皮肤对玻璃纤维废丝比较敏感,可能会有过敏反应。
对于玻璃纤维生产工人来说,即便防护完善,玻璃纤维粉尘吸入肺部恐怕也是难以避免的。那么,玻璃纤维究竟对人体有什么危害呢?
世界卫生组织的研究表明,对人类的肺部来说,只有直径在3微米以下且长度超过20微米的纤维是有可能被吸入肺部深处的,当玻璃纤维的长度超过200微米时,就很难被吸入到人体内。在我们生活中常用的玻璃纤维的直径大概在3~20微米之间,这些玻璃纤维很难被吸入肺部深处,对于人体的影响远远不如直径在0.2微米左右的石棉,后者也是矽肺病的主要致病原,目前该病并无十分有效的根治方法。
此外,大量动物活体实验表明,玻璃纤维被吸入动物体内后,会在几个月内被溶解吸收。从统计学上说,目前各国各组织都没有接触玻璃纤维导致恶性或非恶性疾病的发病率和死亡率上升的明确证据。因此,国际癌症研究机构将玻璃纤维粉尘定为3类致癌物质,即对人类资料有限,但对实验动物致癌性并不充分。该组织也指出,玻璃纤维与肺癌和间皮癌并无明确联系。
当然,将玻璃吸到身体里毕竟不是什么让人舒服的事情。另外,玻璃纤维确实对人体的眼睛、皮肤和呼吸系统有一定的刺激性,而对于鼻、喉、口腔以及气管的刺激也很有可能造成过敏,甚至造成呼吸困难,使人嗓子疼、嘶哑和咳嗽。目前,各国已经开始对玻璃纤维生产过程中的粉尘污染制定标准。美国劳动部门的标准是,在工作环境,峰值值不得高于15mg/m3,8小时平均值不得高于5mg/m3。所以,对于日常生活中的我们而言,玻璃纤维并不属于我们需要防护的那类物质之一,但从事玻璃纤维相关产品生产的工人来说,还是需要做好防护,避免粉尘以及其他可能挥发物对身体的影响。