CN103038184A - 生产高强度和高模量纤维的玻璃组合物 - Google Patents

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Abstract

提供一种玻璃组合物，它包括含量为约69.5–约80.0wt%的SiO2，含量为约5.0-约18.5wt%的A12O3，含量为约5.0-约14.75wt%的MgO，含量为0.0-约3.0wt%的CaO，含量为约3.25-约4.0wt%的Li2O，和含量为0.0-约2.0wt%的Na2O。由本发明的组合物形成的玻璃纤维可用于其中要求高强度、高刚度和低重量的应用中。这些应用包括，但不限于在形成风机叶片、装甲板和航空结构中使用的织造织物。

Description

生产高强度和高模量纤维的玻璃组合物
相关申请的交叉参考
本申请要求美国临时申请序列号61/360,188的优先权和所有其他权益，在此通过参考将其全文引入。
技术领域和工业实用性
本发明一般地涉及玻璃组合物，和更特别地涉及高性能玻璃组合物，它拥有可接受的成形性能且其组分在耐火熔化器内熔融。由本发明组合物形成的玻璃纤维拥有高的强度和改进的模量，且可用于增强其中期望高强度、刚度和轻质的复合基体。
背景技术
由以特定比例结合的各种原材料制造玻璃纤维，以得到所需的化学组成。这一材料的集合常常称为“玻璃配料(glass batch)”。为了形成玻璃纤维，典型地在熔化器或熔融装置中熔融玻璃配料，将熔融的玻璃通过衬套(bushing)或孔板牵拉成长丝，并将含有润滑剂、偶联剂和成膜粘合剂树脂的施胶组合物施加到长丝上。在施加施胶剂之后，纤维可聚集成一根或多根绳股并缠绕到包装内，或者，替代地可在湿的时候短切纤维，并收集。然后可干燥收集的短切绳股，并固化，形成干燥的短切纤维，或者它们可在其潮湿条件下以湿的短切纤维形式包装。
玻璃配料的组成和由它制造的玻璃典型地以各组分(它们主要以氧化物表达)的百分数表达。SiO2，A12O3,CaO,MgO,B2O3,Na2O,K2O,Fe2O3,和微量的其他化合物，例如Ti02,Li2O,BaO,SrO,ZnO,ZrO2,P2O5,氟，和SO3是玻璃配料的常见组分。可由改变这些氧化物的含量，或者省去玻璃配料中的某些氧化物，生产许多类型的玻璃。可生产的这些玻璃的实例包括R-玻璃，E-玻璃，S-玻璃，A-玻璃，C-玻璃，和ECR-玻璃。玻璃组合物控制玻璃的成形和产品性能。玻璃组合物的其他特征包括原材料的成本和环境影响。
存在成形性能的独特组合，所述成形性能允许玻璃在常规的耐火罐和玻璃分布体系内熔融并分布。首先，玻璃在其下保持的温度必须足够低，以便没有牺牲耐火材料。可能例如通过超过耐火材料的最大使用温度或者通过增加玻璃腐蚀和侵蚀耐火材料到不可接受的高程度时的速度，危害耐火材料。当通过降低玻璃粘度，玻璃变得更加流动时，耐火材料的腐蚀速度强烈地增加。因此，为了在耐火罐内熔融玻璃，耐火材料的温度必须保持低于一定温度和玻璃粘度(即，抗流动性)必须保持高于一定数值。在熔融单元内以及在整个分布和成纤化工艺过程中，玻璃的温度也必须足够高到防止玻璃结晶化(即，它必须保持在比液态(liquidus)温度高的温度下)。
在成纤器内，常见的是要求成纤化所选择的温度(即，成形温度)和玻璃的液态温度之间的温差最小。这一温差，ΔT，是在没有产生被反玻璃化(devitrification)晶体引起的断点干扰的纤维情况下，可如何容易地形成连续纤维的量度。因此，期望具有尽可能大的ΔT，以实现连续和不受干扰的玻璃纤维形成。
在探索具有较高最终性能的玻璃纤维中，有时牺牲ΔT，实现所需的最终性能。这一牺牲的结果是要求玻璃在铂或铂-合金为衬里的炉内熔融，这或者是因为温度超过常规耐火材料的最大的最终使用温度或者是因为玻璃的粘度使得玻璃体的温度不可能保持高于液态温度同时产生足够高地保持耐火材料的腐蚀在可接受水平的玻璃粘度。S2-玻璃是其中发生这两个现象的一个实例。S2-玻璃的熔融温度对于常见的耐火材料来说太高，和ΔT非常小(或者为负)，从而在比液态温度高的玻璃温度下，引起玻璃的流动性非常大，且对常规耐火材料的腐蚀性非常大。常规的R-玻璃也具有非常小的ΔT，因此在铂或铂-合金为衬里的熔化器内熔融。
因此，本领域需要高性能的玻璃组合物，它保持有利的机械和物理性能(例如，比模量和比拉伸强度)和成形性能(例如，液态温度和成形温度)，其中成形温度足够低且成形温度和液态温度之差足够大到使得玻璃组合物中的各组分在常规的耐火罐内熔融。
发明内容
在本发明的一个实施方案中，提供一种组合物，它包括含量为约69.5–约80.0wt%的SiO2，含量为约5.0-约18.5wt%的A12O3，含量为0.0-约3.0wt%的CaO，含量为约5.0-约14.75wt%的MgO，含量为约3.25-约4.0wt%的Li2O，含量为0.0-约2.0wt%的Na2O。此处所使用的措辞"wt%"拟定义为全部组合物的重量百分数。在例举的实施方案中，玻璃组合物不含或基本上不含B2O3和氟，尽管可小量地添加任何一种，以调节纤维化和成品玻璃性能且没有负面影响性能，若维持低于百分之几的话。此处所使用的基本上不含B2O3和氟是指在组合物内存在的B2O3和氟的总量小于组合物的1wt%。在组合物内存在的B2O3和氟的总量可以小于组合物的0.5wt%或者小于组合物的0.2wt%。或替代地，该组合物可任选地含有非故意添加的痕量的其他组分或杂质。此外，该玻璃组合物的成形温度(此处也称为成形粘度或者纤维化温度或者log3温度)足够低，以便在玻璃纤维的形成中，利用低成本的耐火熔化器，而不是常规的高成本铂-合金为衬里的熔化器。
在本发明的另一实施方案中，使用耐火罐熔化器，生产由以上所述的组合物形成的连续玻璃纤维。通过利用由耐火砖形成的耐火罐，可降低与通过本发明组合物生产的玻璃纤维生产有关的制造成本。可使用该玻璃组合物，形成连续的玻璃绳股以供在其中要求高强度、刚度和低密度的应用中使用。
在本发明的再一实施方案中，提供由基体材料和采用以上所述的组合物形成的多根纤维形成的增强复合材料。基体材料可以是本领域技术人员已知的任何合适的热塑性或热固性树脂，且包括热塑性塑料，例如聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚对苯二甲酸乙二酯和聚丁烯，热固性树脂，例如环氧树脂，不饱和聚酯，酚醛塑料，乙烯基酯树脂和弹性体。聚合物树脂可单独或结合使用，形成最终的复合产品。
在本发明进一步的实施方案中，提供形成高性能玻璃纤维的方法。可通过获得原料成分和以合适的用量混合各组分，得到最终组合物所需的重量百分数，形成该纤维。然后在常规的耐火熔化器内熔融混合配料，并通过铂-合金基衬套的孔隙牵拉，形成玻璃纤维。通过将单独的长丝聚集在一起，形成玻璃纤维的绳股。可缠绕该绳股，并以适合于打算应用的常规方式进一步加工。通过此处所述的形成玻璃纤维的任何方法，可获得本发明的玻璃纤维。
在本发明的另一实施方案中，由本发明组合物形成的玻璃纤维的液态温度不大于约1510或约1500℃，log3温度小于约1550℃和ΔΤ最多约250℃。
在本发明的一个实施方案中，由本发明组合物形成的玻璃纤维的液态温度不大于约1440°C，log3温度小于约1410°C和ΔΤ最多约50°C。
在另一实施方案中，由本发明组合物形成的玻璃纤维的原始纤维拉伸强度为约4200-约5000MPa，模量为约78-约86或86.5GPa，和密度为约2.35-约2.46g/cc。
在本发明进一步的实施方案中，由本发明组合物形成的玻璃纤维的比模量为约33.9MJ/kg–约35.0MJ/kg和比强度为约1.74MJ/kg-约2.09MJ/kg。
在本发明的另一实施方案中，玻璃组合物拥有足够低的成形粘度，和足够大的ΔΤ，以便在玻璃纤维的形成中，利用低成本的耐火熔化器，而不是常规的高成本的铂-合金为衬里的熔化器。
在本发明的另一实施方案中，由本发明组合物形成的纤维在较低的成本下形成，这是因为熔融玻璃组合物所需的能量输入较低所致。
考虑随后的详细说明，本发明的前述和其他目的，特征和优点将在下文中更加充分地呈现。
具体实施方式
除非另有说明，此处所使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解相同的含义。尽管可在本发明的实践或测试中使用与此处所述的那些类似或相当的任何方法和材料，但在此描述了优选的方法和材料。此处引证的所有参考文献，其中包括公布或相应的美国或国外专利申请，授权的美国或国外专利，和任何其他参考文献在此通过参考全文引入，其中包括引证的参考文献中的所有数据，表格，附图，和正文。术语“组合物”和“配方”此处可互换使用。另外，措辞“本发明的玻璃组合物”和“玻璃组合物”可互换使用。
本发明涉及形成拥有改进的强度、模量和低密度的连续玻璃纤维所使用的玻璃组合物。特别地，本发明涉及适合于制备具有优良的模量值和低密度的玻璃纤维的玻璃组合物。在一些实施方案中，玻璃组合物拥有低的成形温度和足够大的ΔT，以允许使用低成本的耐火罐熔化器形成玻璃纤维，而不是由铂形成的常规的高成本类似熔化器（paramelters）。令人惊奇地，已发现，这可在包括相对高含量SiO2的玻璃组合物内，通过添加相对高含量Li2O，在没有包括玻璃强度的情况下实现。通过利用由耐火砖形成的耐火罐，降低了与通过本发明组合物生产的玻璃纤维的生产有关的制造成本。另外，熔融玻璃组合物中各组分所需的能量小于熔融许多可商购的玻璃配方所需的能量。这一较低的能量要求也可降低与本发明玻璃有关的总的制造成本。此外，本发明的组合物保留了制造可商购的高性能玻璃纤维和由该玻璃纤维生产的纤维产品的能力。特别地，可利用使用本发明组合物形成的玻璃纤维，形成既轻质，又特别结实的复合产品。
本发明的玻璃组合物包括表1中给出的重量百分数范围的下述组分。此处所使用的术语“重量百分数”和“wt%”可互换使用，且是指表示基于全部组合物的重量百分数(或wt%)。
表1
化学名 wt%
SiO2 69.5-80.0
Al2O3 5.0-18.5
MgO 5.0-14.75
CaO 0.0-3.0
Li2O 3.25-4.0
Na2O 0.0-2.0
在一个实施方案中，玻璃组合物包括用量为9.5-15.4wt%的A12O3和用量为5.0-10.2wt%的MgO，和因此包括表2中列出的各组分。
表2
化学名 wt%
SiO2 69.5-80.0
Al2O3 9.5-15.4
MgO 5.0-10.2
CaO 0.0-3.0
Li2O 3.25-4.00
Na2O 0.0-2.0
在另一个实施方案中，玻璃组合物包括用量为6.9-10.2wt%的MgO和因此包括表3中列出的各组分。
表3
化学名 wt%
SiO2 69.50-80.0
Al2O3 9.50-15.40
MgO 6.90-10.20
CaO 0.0-3.0
Li2O 3.25-4.00
Na2O 0.0-2.0
在另一实施方案中，玻璃组合物包括用量为69.5-74.5wt%的SiO2，和用量为10.20-18.5wt%的A12O3，和因此包括表4中列出的各组分。
表4
化学名 wt%
SiO2 69.50-74.50
Al2O3 10.20-18.50
MgO 5.00-14.75
CaO 0.0-3.0
Li2O 3.25-4.00
Na2O 0.0-2.0
在另一实施方案中，玻璃组合物包括用量为69.5-76.5wt%的SiO2，和用量为5.0-15.4wt%的A12O3，和因此包括表5中列出的各组分。
表5
化学名 wt%
SiO2 69.50-76.50
Al2O3 5.00-15.40
MgO 5.00-14.75
CaO 0.0-3.0
Li2O 3.25-4.00
Na2O 0.0-2.0
在表1-5表示的每一实施方案中，CaO的存在量可以是0.18或0.2到3.0wt%，和Na2O的存在量可以是0.04-2.0wt%。
此外，可在没有负面影响玻璃或纤维的情况下，在玻璃组合物内存在杂质或夹杂(tramp)物质。这些杂质可作为原材料杂质进入玻璃内部或者可以是通过熔融玻璃与炉组分的化学反应形成的产物。夹杂物质的非限定性实例包括铬，锆，钾，铁，锌，锶，和钡(所有这些以其氧化物形式存在)，和氟与氯。本发明的玻璃组合物可以不含或者基本上不含B2O3和氟。
本发明还涉及由以上所述的本发明的玻璃组合物形成的玻璃纤维。原始的玻璃纤维(即，未施胶和原样(untouched)的实验室生产的纤维)的纤维拉伸强度为约4200–约5000MPa。另外，原始纤维的模量为约78–约86GPa，和密度为约2.35-约2.46g/cc(比较S2玻璃，在2.48g/cc下)。纤维的拉伸强度在此处也称为“强度”，且在原始纤维上，使用Instron拉伸测试装置根据ASTM D2343-09测量。此处所使用的模量是根据在报告"Glass Fiber and Measuring Facilities at the U.S.Naval Ordnance Laboratory"，Report No.NOLTR65-87,1965年6月23日中概述的工序测量的在5根单一的玻璃纤维上的测量平均值。根据Archimedes方法(ASTM C693-93(2008))，在未退火的本体玻璃上测量密度。
本发明玻璃组合物的成纤化性能包括成纤化温度，液态温度，和ΔΤ。成纤化温度定义为粘度对应于约1000泊的温度且正如此处所使用的，使用旋转圆柱体方法(ASTM C965-96(2007))测量。成纤化温度也可称为log3温度或成形粘度。降低成纤化温度可降低玻璃纤维的生产成本，这是因为它提供较长的衬套寿命和降低的能量使用。例如，在较低的成纤化温度下，衬套在较冷的温度下操作且没有快速地“下陷(sag)”。下陷是在升高的温度下在衬套内保持延长的时间段发生的现象。因此，通过降低成纤化温度，衬套的下陷速度可减少且可增加衬套寿命。
另外，较低的成纤化温度提供较高的生产量，这是因为可在给定的能量输入下，在给定时间段内熔融更多的玻璃。另外，较低的成纤化温度将允许采用本发明组合物形成的玻璃在耐火材料为衬里的熔化器而不是在由铂形成的常规的高成本类似熔化器（paramelters）内熔融，这是因为它的熔融和成纤化温度二者均低于许多可商购的耐火材料的上限使用温度。在本发明中，玻璃组合物的成纤化温度(即log3温度)小于约1550℃。成纤化温度可以是约1255或约1300℃-约1550℃。在一个实施方案中，本发明的玻璃组合物可具有小于约1410℃的成纤化温度。在例举的实施方案中，成纤化温度为1255-1410℃。
液态温度定义为在液态玻璃和其主要结晶相之间存在平衡时的最高温度。在铂-合金船(boat)内，通过将玻璃组合物暴露于温度梯度下16小时(ASTM C829-81(2005))，测量此处所使用的液态温度。在比液态温度高的所有温度下，玻璃在其主要相中不具有晶体。在低于液态温度的温度下，可形成晶体。另外，液态温度是一旦冷却玻璃熔体时，可出现反玻璃化时的最大温度。在比液态温度高的所有温度下，玻璃完全熔融。本发明组合物的液态温度所需地不大于约1505或约1500℃，以及可在范围为约1225或1240℃-约1500℃。在一个实施方案中，液态温度不大于1440℃且范围可以是约1225℃-约1440℃。
第三成纤化性能是"ΔT"，它定义为成纤化温度(即log3温度)和液态温度之差。若ΔT太小，则熔融玻璃可在成纤化装置内结晶，且在制造工艺中引起断裂。所需地，对于给定的成形粘度来说，ΔΤ尽可能大。在成纤化过程中，较大的ΔT提供较大程度的灵活性，且在玻璃分布体系中和在成纤化装置中均有助于避免反玻璃化。另外，通过允许较大的衬套寿命和不那么敏感的成形工艺，大的ΔΤ降低玻璃纤维的生产成本。本发明的组合物可具有最多约250℃的ΔΤ，和在例举的实施方案中，为约-70℃到约250℃。
在一个实施方案中，本发明的组合物的ΔΤ可以是约100℃-约250℃。在这一实施方案中，本发明的组合物可对应于上表3中定义的那些。
另一重要性能是比模量。期望比模量尽可能高，以实现轻质的复合材料，所述复合材料增加最终制品的刚度。比模量在其中产品刚度是重要参数的应用中，例如风能和航空应用中是重要的。在例举的实施方案中，玻璃纤维的比模量为约33.9MJ/kg-约35.0MJ/kg(比较S2玻璃，在36.0MJ/kg下)。另外，玻璃纤维的比强度为约1.74MJ/kg-约2.09MJ/kg((比较S2玻璃，在2.01MJ/kg下)。
在一个实施方案中，本发明的玻璃纤维的比模量大于34.1MJ/Kg，从而比模量超过商业的R-玻璃。在这一实施方案中，玻璃纤维的比模量大于约34.1M J/kg到约35.0M J/kg。在这一实施方案中，可由上表4中定义的组合物形成本发明的玻璃纤维。
在另一实施方案中，本发明的玻璃纤维的比强度大于2.01MJ/Kg，从而比强度超过S2玻璃。在这一实施方案中，玻璃纤维的比强度大于约2.0M J/kg到约2.09M J/kg。在这一实施方案中，可由上表5中定义的组合物形成本发明的玻璃纤维。
一般地，可通过获得原材料或者成分，和以常规方式以合适的用量混合或者共混各组分，得到最终组合物所需的重量百分数，从而形成本发明的玻璃纤维。例如，可由合适的成分或者原材料，其中包括，但不限于，用于SiO2的沙子或者叶腊石，用于CaO的石灰石，煅石灰，硅钙石，或白云石，用于A12O3的高岭土，氧化铝或叶腊石，用于MgO的白云石，白云活性石灰(dolomitic quicklime)，水镁石，顽辉石，滑石，煅烧菱镁矿(burnt magnesite)或菱镁矿，用于Li2O的碳酸锂或锂辉石，和用于Na2O的碳酸钠，钠长石或硫酸钠，获得各组分。也可使用碎玻璃，提供一种或更多种所需的氧化物。然后在常规的耐火炉或熔化器内熔融混合配料，并所得熔融玻璃沿着前炉流动并进入到沿着前炉底部定位的衬套(例如铂-合金基衬套)内。选择炉子、前炉和衬套内的玻璃操作温度，合适地调节玻璃的粘度，且可使用合适的方法，例如控制装置维持。优选地，自动控制在熔化器前端的温度，减少或消除反玻璃化。然后将熔融玻璃牵引(牵拉)通过衬套的底部或顶板内的孔隙或孔，形成玻璃纤维。通过在绕线机的可旋转夹套(collet)上安装的成形管道上缠绕由多根单独的长丝形成的绳股，流经衬套孔隙的熔融玻璃物流变细为长丝，或者在合适的速度下短切。
可按照适合于打算应用的常规方式，进一步加工该纤维。例如，可采用本领域技术人员已知的施胶组合物，使该玻璃纤维施胶。绝不限制该施胶组合物，和它可以是适合于施加到玻璃纤维上的任何施胶组合物。施胶过的纤维可用于增强基底，例如其中产品的最终用途要求高强度和刚度以及低重量的各种塑料。这些应用包括，但不限于，在形成风机叶片(wind blade)，装甲板，和航空结构中使用的织造织物。关于这一点，本发明还包括含以上所述的本发明玻璃纤维结合可硬化的基体材料的复合材料。该基体材料可以是本领域技术人员已知的任何合适的热塑性或热固性树脂，例如，但不限于，热塑性塑料，例如聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚对苯二甲酸乙二酯和聚丁烯，和热固性树脂，例如环氧树脂，不饱和聚酯，酚醛塑料，乙烯基酯树脂和弹性体。这些树脂可单独或结合使用。
一般地描述了本发明，可通过参考以下阐述的一些具体实施例，获得进一步的理解，这些实施例仅仅是为了阐述的目的提供，不打算全部包括一切或者限制，除非另有说明。
实施例
实施例1：高性能玻璃组合物
通过以合适比例的用量混合试剂级化学品，制造本发明的玻璃组合物，实现具有表4列出的氧化物重量百分数的最终玻璃组合物。在电加热的炉内，在铂坩埚中，在1650℃的温度下熔融原材料3小时。使用旋转圆柱体方法(ASTM C965-96(2007))，测量成形粘度(即，对应于粘度为约1000泊的温度)。在铂-合金船内，通过将玻璃暴露于温度梯度下16小时，测量液态温度(ASTM C829-81(2005))。通过Archimedes方法(ASTM C693-93(2008))，在未退火的本体玻璃上测量密度。下表中报道的模量是根据报告"Glass Fiber and MeasuringFacilities at the U.S.Naval Ordnance Laboratory",ReportNo.NOLTR65-87,1965年6月23日中概述的工序测量的5根单独的玻璃纤维上的测量平均值。在原始长丝上，使用Instron拉伸测试装置，测量强度(ASTM D2343-09)。
表4
Figure BDA00002787079400121
表5
Figure BDA00002787079400131
观察表4和5，可得出结论，实施例1-13的玻璃组合物具有适合于在耐火炉中使用的成形粘度温度（成纤化温度）。在一些情况下，玻璃的比模量值超过商业的R-玻璃(约34.1MJ/Kg)，和在一些情况下，比强度超过获自AGY的可商购的S2-玻璃(约2.01MJ/Kg)。另外，可得出结论，这些玻璃尤其适合于要求强度和刚度等于或大于R-玻璃的应用，例如风机叶片(wind blade)。此外，表4和5中所示的一些玻璃的密度极低，从而允许这些玻璃在航空应用中使用。这一玻璃具有类似于S2玻璃的那些性能，且韧度非常好。
以上既一般地，又针对具体实施方案描述了本申请的发明。尽管列出了认为是优选实施方案的发明，但可在一般的公开内容中选择本领域技术人员已知的宽泛的各种替代方案。本发明不受此限制，除非以下列出的权利要求的引证范围。

Claims (29)

1.用于制备高强度、轻质玻璃纤维的组合物，该组合物包括：
含量为全部组合物重量约69.5–约80.0wt%的SiO2，
含量为全部组合物重量约5.0-约18.5wt%的A12O3，
含量为全部组合物重量0.0-约3.0wt%的CaO，
含量为全部组合物重量约5.0-约14.75wt%的MgO，
含量为全部组合物重量约3.25-约4.0wt%的Li2O，和
含量为全部组合物重量0.0-约2.0wt%的Na2O。
2.权利要求1的玻璃组合物，其中
A12O3的存在量为全部组合物重量的约9.0-约15.4%；和
MgO的存在量为全部组合物重量的5.0-约10.2%。
3.权利要求1或2的玻璃组合物，其中
A12O3的存在量为全部组合物重量的约9.5-约15.3%；和MgO的存在量为全部组合物重量的6.9-约10.2%。
4.权利要求1的玻璃组合物，其中
SiO2的存在量为全部组合物重量的约69.5-约74.5%；和
A12O3的存在量为全部组合物重量的约10.30-约18.5%。
5.权利要求1的玻璃组合物，其中
SiO2的存在量为全部组合物重量的约69.5-约76.5%；和
A12O3的存在量为全部组合物重量的约5.0-约15.4%。
6.前述任何一项权利要求的组合物，其中所述组合物基本上不含B2O3和氟。
7.前述任何一项权利要求的组合物，其中所述组合物的ΔT最多约250℃。
8.前述任何一项权利要求的组合物，其中所述组合物的ΔT为约100℃-约250℃。
9.前述任何一项权利要求的组合物，其中所述组合物的log3温度为约1255℃或约1300℃-约1550℃。
10.前述任何一项权利要求的组合物，其中所述组合物的液态温度不大于约1510℃。
11.前述任何一项权利要求的组合物，其中在耐火罐熔化器内熔融所述组合物中的各组分。
12.由权利要求1-11任何一项的组合物生产的连续高强度、轻质玻璃纤维。
13.权利要求12的玻璃纤维，其中所述玻璃纤维的比模量为约33.9MJ/kg-约35.0MJ/kg，和比强度为约1.74MJ/kg-约2.09MJ/kg。
14.权利要求13的玻璃纤维，其中所述玻璃纤维的比模量大于34.1MJ/kg且小于或等于约35.0MJ/kg。
15.权利要求13或14的玻璃纤维，其中所述玻璃纤维的比强度大于2.01MJ/kg且小于或等于约2.09MJ/kg。
16.权利要求12-15任何一项的玻璃纤维，其中所述玻璃纤维的原始纤维拉伸强度为约4200-约5000MPa，模量为约80-约86GPa，和密度为约2.35-约2.46g/cc。
17.形成连续高性能玻璃纤维的方法，该方法包括：
提供含权利要求1-11任何一项的组合物的熔融玻璃组合物；和
将所述熔融玻璃组合物牵拉通过衬套内的孔口，形成连续的玻璃纤维。
18.权利要求17的方法，其中所述玻璃纤维的比模量为约33.9MJ/kg-约35.0MJ/kg，和比强度为约1.74MJ/kg-约2.09MJ/kg。
19.权利要求18的方法，其中所述玻璃纤维的比模量大于34.1MJ/kg且小于或等于约35.0MJ/kg。
20.权利要求18或19的方法，其中所述玻璃纤维的比强度大于2.01MJ/kg且小于或等于约2.09MJ/kg。
21.权利要求17-20任何一项的方法，其中所述玻璃纤维的原始纤维拉伸强度为约4200-约5000MPa，模量为约80-约86GPa，和密度为约2.35-约2.46g/cc。
22.增强的复合产品，它包括：
聚合物基体；和多根玻璃纤维，其中所述玻璃纤维由根据权利要求1-11任何一项的组合物生产，或者是根据权利要求12-16任何一项的玻璃纤维。
23.权利要求22的复合产品，其中所述聚合物基体是选自聚酯，聚丙烯，聚酰胺，聚对苯二甲酸乙二酯，聚丁烯及其结合物中的热塑性聚合物。
24.权利要求22的复合产品，其中所述聚合物基体是选自环氧树脂，不饱和聚酯，酚醛塑料，乙烯基酯树脂及其结合物中的热固性聚合物。
25.制备增强的复合产品的方法，该方法包括结合至少一种聚合物基体材料和权利要求12-16任何一项的多根玻璃纤维。
26.权利要求22-24任何一项的制备增强的复合产品的方法，该方法包括根据权利要求17-21任何一项的方法制备多根玻璃纤维，和结合所述多根玻璃纤维与至少一种聚合物基体材料。
27.权利要求1-11任何一项的组合物用于形成玻璃纤维的用途。
28.权利要求12-16任何一项的玻璃纤维或者根据权利要求17-21任何一项的方法制备的玻璃纤维用于形成增强的复合产品的用途。
29.权利要求28的用途，其中增强的复合产品是风机叶片。
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