微晶纤维素改性聚乙烯醇复合膜的性能及其作用机理

从麦秆中提取微晶纤维素(MCC),将其加入到聚乙烯醇(PVA)中对其进行改性,通过共混、流延制备了PVA/MCC复合膜。研究了NaOH用量对麦杆纤维素收率的影响,以及MCC用量对复合膜力学性能和热性能的影响,并考察了PVA/MCC复合膜的结构、微观形貌。结果表明:当NaOH质量分数为4%时,麦杆纤维素收率最大,为53.9%;加入MCC后,PVA/MCC复合膜的热稳定性提高;复合膜的力学性能随着MCC用量的增加先上升后下降,当MCC用量为9%(w)时,复合膜的拉伸强度及断裂标称应变均最大,分别较纯PVA提升了约191%,636%;MCC用量为12%(w)时,MCC在PVA中团聚,形成明显的“海岛”结构,导致复合膜的力学性能下降。

甲基纤维素/聚乙烯醇共混超细纤维的制备

本文以甲基纤维素/聚乙烯醇的混合水溶液进行静电纺丝,研究了溶液组成、纺丝电压及纤维接收距离对超细纤维微观形貌的影响,并对共混超细纤维进行了X射线衍射测定。结果表明,甲基纤维素/聚乙烯醇的混合水溶液在电场中可形成超细纤维,纤维平均直径约为200 nm。超细纤维的微观形貌主要受溶液组成影响,当混合溶液中甲基纤维素与聚乙烯醇之比超过4:6后,不能得到电纺纤维;纺丝电压、纤维接收距离主要影响纤维直径和纤维的排列方式。X射线衍射测定结果表明,甲基纤维素/聚乙烯醇共混超细纤维为非晶结构。

聚乙烯醇纤维改性混凝土及抗盐蚀研究

针对普通混凝土耐久性和抵抗恶劣环境差的问题,提出通过聚乙烯醇纤维对混凝土进行改性,并研究了纤维对混凝土的改性效果。试验结果表明,当聚乙烯醇纤维掺量为12%时(PVA12样品),混凝土坍落度较基础混凝土下降了约45%。在28 d龄期,PVA12混凝土抗压强度约为65 MPa,较基础混凝土抗压强度提升了约28%;抗折强度达到了8.5 MPa,较基础混凝土提升了约55%;剩余强度较PVA6混凝土剩余强度增加了约210%;电阻率较基础混凝土大18.6Ω·cm;氯离子迁移系数与基础混凝土较为接近,满足抗氯离子渗透能力极高的标准要求。改性混凝土表现出良好的工作性能、力学性能和抗氯离子渗透能力。

高填充碳化硼/聚乙烯醇纤维制备及中子防护性能研究

利用表面修饰手段在B_(4)C粒子和聚乙烯醇(PVA)基体之间构造大量氢键以增强两相相互作用,并采用湿法纺丝技术成功制备出高填充B_(4)C/PVA纤维及其织物,使其同时具有中子防护和透气透湿性。结果表明,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)均匀包覆在B_(4)C粒子表面并与OP-10发生烷基尾部缠连,使高填充B_(4)C粒子在PVA纺丝液悬浮稳定、纺丝工艺稳定,获得了填充量高达50%的B_(4)C/PVA纤维及其纺织面料。(纺织面料的中子防护和透气透湿需要提供)50%B_(4)C-CTAB-OP-10/PVA织物的单层中子屏蔽率为49.43%,为穿戴舒适和辐射防护安全的制品提供了新的解决方案。

硫酸盐侵蚀冻融循环下聚乙烯醇纤维钢筋混凝土的黏结性能试验研究

为了研究硫酸盐侵蚀冻融循环下聚乙烯醇(PVA)纤维钢筋混凝土的粘结滑移性能,对4种掺不同体积百分比PVA纤维混凝土进行不同次数的硫酸盐浸泡下的冻融循环实验。实验结果表明,在一定范围内,随着PVA纤维掺量的增高可以提高混凝土的抗压强度;PVA纤维可以一定程度上阻止硫酸盐对混凝土的侵入,在硫酸盐冻融初期可以增强混凝土的抗压强度;在混凝土中添加一定量百分比体积的PVA纤维可以增加钢筋混凝土粘结的峰值滑移,增加了混凝土的塑性应变,硫酸盐冻融次数的增加会减少钢筋在混凝土中的峰值滑移。

微晶纤维素/聚乙烯醇对明胶基复合薄膜性能的影响

聚乙烯醇(PVA)/明胶基材料具有良好的成膜性能和生物相容性,具有广泛的实际应用价值,是一个重要的研究对象。本研究将微晶纤维素(MCC)和PVA分别作为增强材料和共混材料添加到明胶(GL)基材中,改善明胶基复合薄膜的力学性能和阻隔性能。微晶纤维素的添加可赋予MCC/PVA/GL复合薄膜良好的理化性能和应用性能。当基材中添加质量分数5%MCC时,复合薄膜的拉伸强度由14.91 MPa提高到48.02 MPa,热降解温度提高了11.4℃,含水率降低了9.12%。同时,还延长了水蒸气通过PVA/GL薄膜的路径,降低了MCC/PVA/GL复合薄膜的水蒸气透过率。土壤包埋实验表明,MCC的加入加快了复合薄膜的生物降解性能。因此,MCC/PVA/GL复合薄膜可应用于绿色包装领域,如食品包装、药品包装、化妆品包装等。

从丝瓜络废料中提取纤维素纳米纤维及在聚乙烯醇超临界二氧化碳复合发泡材料中的应用

通过TEMPO氧化法从废弃丝瓜络中成功提取出纤维素纳米纤维(CNF),并通过超临界二氧化碳(scCO_(2))发泡技术制备聚乙烯醇(PVA)/CNF复合发泡材料。对CNF在复合材料中的结晶性进行表征,探究了CNF含量对泡孔形貌的影响以及CNF含量对发泡材料收缩性能的影响。结果表明,CNF在发泡过程中可作为异相成核点,提高成核效率,减小了平均泡孔尺寸,增加了泡孔密度,同时减少了泡孔褶皱,降低了发泡材料的收缩率。当CNF含量为2%时,平均孔径从99.96μm下降至41.96μm,泡孔密度增加了大约一个数量级,收缩率从12.19%下降至5.02%。

聚乙烯醇纤维再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应研究

为研究聚乙烯醇(PVA)纤维再生混凝土劈裂抗拉强度的尺寸效应,以5种再生骨料取代率、5种PVA纤维掺量、3种试件尺寸为变量,对81个立方体试件进行劈裂抗拉试验。结果表明:随着骨料取代率的提高,再生混凝土劈裂抗拉强度先增加后降低,25%再生骨料取代率下再生混凝土劈裂抗拉强度及尺寸效应度表现最佳;PVA纤维可降低再生混凝土劈裂抗拉强度尺寸效应,随着PVA纤维掺量的提高,其尺寸效应先减小后增大,0.1%PVA纤维掺量最优;基于试验数据,给出了试件劈裂抗拉强度的效应律计算式,可进行各种尺寸规格试块的劈裂抗拉强度计算。

不同聚乙烯醇纤维掺量喷射防水混凝土的性能分析

为改善地铁车站深基坑施工中喷射防水混凝土的性能,掺入聚乙烯醇(PVA)纤维进行改性,并设计配合比制备不同PVA纤维掺量的喷射防水混凝土,分别进行抗碳化、抗冻性、抗渗性、工作性测试和强度检验。结果显示:掺入PVA纤维后,喷射混凝土的可喷射性得到提升,一次喷射厚度增加;在掺入质量分数为0.5%的PVA纤维时,喷射防水混凝土试件经300次冻融循环后的劈裂抗拉强度损失率低至0.4%;喷射防水混凝土的抗碳化性、抗渗性、流动性和抗压强度在掺入PVA纤维后均有所下降,但设计的试件抗渗等级依旧高于常规喷射防水混凝土,且养护28 d抗压强度仍符合规范要求,抗碳化性良好。

聚乙烯醇纤维沙漠砂混凝土配合比试验研究

为充分发挥沙漠砂的颗粒填充优势和改善沙漠砂混凝土力学性能,本文基于Dinger-Funk紧密堆积理论开展了聚乙烯醇纤维沙漠砂混凝土配合比设计方法的试验研究。首先,应用Dinger-Funk紧密堆积理论得到优化砂率为42%,优化沙漠砂质量替代率为10%、20%和30%,混凝土骨料颗粒级配得到改善,混合细集料的细度模数从3.27分别降到2.92、2.81和2.71,有效孔隙率从2.50%分别降到1.65%、1.45%和1.51%;其次,采用正交试验方法,研究了水胶比、沙漠砂质量替代率、聚乙烯醇纤维体积掺量对混凝土和易性、抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的影响规律。结果表明,随沙漠砂质量替代率和纤维掺量的增加,混凝土拌合物和易性先提高后降低,抗压、劈裂抗拉和抗折强度均表现为先增大后减小的趋势。综合考虑和易性和力学性能试验结果,确定C30聚乙烯醇纤维沙漠砂混凝土最优配合比为水胶比0.45,沙漠砂质量替代率20%,聚乙烯醇纤维体积掺量0.10%。

基于纤维素膜的聚乙烯醇基抗溶胀水凝胶柔性传感材料的制备及性能研究

目前,基于水凝胶的柔性可穿戴传感器受到了人们广泛的关注。然而传统的水凝胶在水环境中的膨胀,限制了其应用。文中以聚乙烯醇(PVA)为基体,通过缩醛反应将4-乙炔基苯甲醛引入网络中,成功地制备了具有良好力学性能的抗溶胀水凝胶。该水凝胶通过破坏PVA分子链与水分子之间的氢键,降低溶胀的驱动力,π-π堆积增强链间相互作用减小孔隙度,抵抗水分子的渗透,使得溶胀率维持在5%。同时网络交联密度增加,改善了分子链间的间距,赋予水凝胶更高的韧性(断裂应力=1.4 MPa,断裂伸长率=528%)。考虑到生物相容性以及水环境的应用,使用无毒纤维素膜与水凝胶构建出一种用于人体动作监测的柔性应变传感器,拓展了可穿戴电子设备的潜在应用。

高强高模聚乙烯醇(PVA)纤维的研究进展

高强高模PVA纤维是PVA纤维研究的重要方向,它具有极其优异的性能和广泛的应用领域。本文概述了高强高模PVA纤维近年来的研究进展,主要包括制备方法、特性、应用以及发展前景。

聚乙烯醇纤维掺量对混凝土动态力学性能的影响

为探究冲击荷载下不同体积掺量的聚乙烯醇纤维对混凝土动态压缩性能的影响,采用∅75 mm分离式Hopkinson压杆进行了基于不同体积参数的PVARC试件冲击压缩试验。结果表明:随着纤维掺量的提高,PVARC试件的破坏程度逐步减小,应变率在185 s^(-1)附近时,0.75%的试件动态峰值应力比普通混凝土提高了50%。该研究结果可为在实际工程中选择合适的纤维掺量提供参考。

聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石基层抗裂性能研究

文章研究了不同水泥掺量(3.0%~4.0%)、不同纤维掺量(0.6~1.2kg·m~(-3))和不同长度(12~30mm)对水泥稳定碎石基层的力学强度和抗裂性能的影响。结果表明,水泥稳定碎石基层劈裂强度、动弹模量与水泥剂量呈正相关,且随着纤维掺量和长度的增大先增加后减少。当水泥掺量为4.0%时,0.9kg·m-3纤维掺量及24mm长度下可最大程度提高30.9%的劈裂强度,而水泥掺量为3.5%时可最大程度提高16.9%的90d动弹模量。水泥稳定碎石的干缩能抗裂系数和温缩能系数随着纤维长度增加先增加后减少,且纤维长度为24mm和水泥剂量为3.5%时可最大程度提高109.2%的干缩和245.2%温缩能抗裂系数。

柠檬皮/聚乙烯醇/细菌纤维素复合膜的制备及性能研究

该研究首先利用木糖驹形氏杆菌(Taonella mepensis)发酵制备细菌纤维素(bacterial cellulose,BC),然后将其与柠檬皮(lemon peel,LP)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)以不同比例混合后制备了一种新型的LP/PVA/BC生物复合膜。分别考察了该复合膜的结构特点、物化特性(热稳定性、厚度、密度、溶胀性、溶解度和孔隙率)、机械性能(抗拉强度和断裂伸长率)以及抑菌活性。结果表明,不同含量的BC对复合膜的微观结构有显著影响,红外光谱和X-射线衍射结果表明,成功地制备了LP/PVA/BC复合膜。复合膜中添加BC可显著降低膜的溶胀性(70.94%~76.68%),提高热稳定性,并对其孔隙率产生影响。同时,还可提升膜的抗拉强度(93.41%~341.57%)和断裂伸长率(4.11%~44.03%)。采用物化特性和机械性能较优的4.8%BC复合膜进行抑菌实验,结果显示该复合膜对沙门氏菌、枯草芽孢杆菌、大肠杆菌及金黄葡萄球菌的抑制率分别为35.93%、48.98%、62.12%和94.93%。以上结果表明,该复合膜显示了较优的物化特性、机械性能和抑菌特性,具有在食品包装材料领域的应用潜力。

蜂巢状聚乙烯醇纳米纤维膜的结构及过滤性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为溶质,去离子水为溶剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为非溶剂诱导剂,构建“非溶剂诱导剂(DMAc)-溶剂(水)-聚合物(PVA)”三元体系,采用静电纺丝法制备具有蜂巢状三维立体蓬松结构的PVA纳米纤维膜。采用扫描电子显微镜、毛细管流动孔径分析仪和口罩滤材颗粒物过滤效率测试仪研究非溶剂诱导剂DMAc添加比例对PVA纳米纤维膜形貌结构、孔径分布、过滤效率和过滤阻力的影响。研究结果表明:随着纺丝溶液中非溶剂诱导剂DMAc质量比的增加,串珠结构PVA纳米纤维自组装堆积形成蜂巢状三维蓬松结构,纤维膜平均孔径从0.3μm增加到0.75μm。当PVA溶液与非溶剂诱导剂DMAc质量比为1∶1时,PVA纳米纤维膜对NaCl和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)气溶胶的过滤效率分别为97.34%和95.07%,过滤阻力分别为189.8Pa和207.5Pa,相应的品质因子分别为0.0192和0.0145。

聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料单纤维拔出细观机理研究

目的 探索聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)高韧性、应变硬化宏观力学行为的细观机理,为其材料特性设计奠定理论基础。方法 基于黏聚力单元和非线性弹簧连接器,建立单PVA纤维/水泥基体的ABAQUS有限元模型,对单PVA纤维拔出水泥基体的全过程进行数值模拟分析。结果 PVA-ECC单纤维拉拔力-拉拔位移曲线可细分为线弹性阶段、连续脱黏阶段、整体滑移阶段、机械咬合硬化阶段和纤维磨损断裂阶段;纤维与水泥基体之间的传力机制包括剪滞切应力和机械咬合力;随着拉拔力的增加,机械咬合力逐渐成为主要传力机制。结论 水泥基体与纤维之间的机械咬合作用以及纤维表面的磨损是导致纤维断裂的根本原因,通过对纤维表面进行适当处理,可以降低水泥基体在机械咬合硬化阶段对纤维表面的磨损,使纤维断裂模式转变为纤维拔出模式,以更好地控制水泥基体的微裂纹失稳扩展,从而进一步提高PVA-ECC的韧性。

盐侵冻融循环下聚乙烯醇纤维混凝土孔结构分形特征

为研究聚乙烯醇(PVA)纤维对混凝土孔结构的影响及其与抗冻性能的联系,本文通过核磁共振技术对冻融循环作用下PVA纤维混凝土的微观孔结构进行了测试,分析了核磁共振T2谱和孔隙分布变化规律,并基于分形理论探究了其孔隙分形特征,揭示了冻融循环作用下PVA纤维混凝土孔结构与分形维数之间的关系。结果表明,PVA纤维混凝土在冻融循环前期表现出较好的抗冻性能;中孔(100 nm<r≤1000 nm)和大孔(r>1000 nm)的数量及占比增加,削弱了PVA纤维混凝土的抗冻性能;PVA纤维混凝土具有一定的分形特征,分形维数D_(max)在5次冻融循环前增大,而后随着冻融循环次数增加不断减小。

钢-聚乙烯醇纤维对地聚合物混凝土力学与抗冻性能的影响研究

地聚合物具有来源广泛、价格低廉等优势,在建筑工程领域得到了广泛的应用。为了分析钢纤维和聚乙烯醇纤维对地聚合物混凝土力学与抗冻性能的影响规律,制备了不同钢纤维和聚乙烯醇纤维添加量的地聚合物混凝土样品,测试了其抗压强度、弹性模量、抗拉强度、冲击韧性和抗冻性能,确定了最佳复合纤维掺量。研究结果表明,地聚合物混凝土抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉强度、冲击韧性以及抗冻性均随钢纤维以及聚乙烯醇纤维掺量的增大而出现先升后降的变化规律,纤维掺量为0.9%~1.2%时,地聚合物混凝土的力学性能、抗冲击性能以及抗冻性能最好,且混杂纤维掺加优于单独掺加聚乙烯醇纤维或单独掺加钢纤维。

聚乙烯醇纤维对矿渣基地聚物抗冲蚀性能的影响

文章主要研究聚乙烯醇(PVA)纤维掺量对矿渣基地聚合物修补材料力学性能和抗冲蚀磨损性能的影响。结果表明,PVA纤维掺量升高,矿渣基地质聚合物复合材料的抗压强度随之增加。当PVA纤维掺量为0.4%(体积百分比)时抗压强度达到最高,而后抗压强度随着PVA纤维掺量的增加而降低,0.4%时抗压强度相较于空白样提升了23.0%。当PVA纤维掺量为0.4%时,试样表现出良好的冲蚀磨损抗力,同时其与旧混凝土的界面黏结强度大于2.20 MPa,满足修补材料对界面强度的技术要求;试样力学性能和冲蚀磨损性能的提升主要得益于PVA纤维与基体的良好结合,以及纤维的桥接作用和止裂作用。