苯乙烯对植物纤维渗透性及UP复合材料成型质量影响

为提高真空辅助树脂注射成型工艺制备植物纤维增强复合材料的生产效率和成型质量,以苯乙烯为稀释剂,以不同黏度不饱和聚酯树脂(UP)和苎麻织物制备苎麻织物增强UP复合材料。基于达西定律研究UP黏度对苎麻增强体渗透率的影响,结合复合材料纤维体积分数、力学性能以及内部缺陷对复合材料成型质量进行分析。结果表明,随着UP黏度降低,增强体的渗透性呈近似指数增加,纤维膨胀效应逐渐增大,而力学性能先升高后降低,这与苯乙烯交联单体固化机理相关;黏度为360 mPa·s的UP制备的复合材料综合性能最优,其渗透率、拉伸强度、拉伸弹性模量、弯曲强度、弯曲弹性模量和剪切强度相比黏度为440 mPa·s的UP制备的复合材料,分别提高22.22%,20.80%,12.05%,5.44%,7.58%和8.27%;UP黏度降低改善了纱线内部UP流动的滞后性,UP复合材料内部的缺陷减少。

洋麻纤维性能分散性及其复合材料界面结合性能

为了深入研究洋麻纤维及其复合材料的力学和界面性能,以马来西亚种植的洋麻为原料,研究了洋麻纤维的直径分布范围及直径对纤维力学性能的影响,结果显示洋麻纤维的平均直径为83. 16μm,60%以上在60～90μm之间,断裂伸长率大部分集中在2%～4%,纤维直径与断裂强度为负相关,与断裂伸长率没有明显的关系。通过洋麻纤维强度的Weibull函数的线性拟合曲线,计算特征强度σ_0为353. 35 MPa,Weibull模量β为2. 86,相对较小,表明洋麻纤维力学性能的分散性较大。通过纤维断裂实验,从微观角度研究了洋麻纤维和不饱和聚酯树脂间的界面结合性能,得到的剪切强度为1. 49 MPa。

木纤维素浆粕在1-丁基-3-甲基咪唑氯盐中的溶解特征

为探究1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)对木纤维素浆粕的溶解能力,讨论其溶解纤维素的过程及条件,首先采用偏光显微镜和扫描电子显微镜表征再生纤维素的形貌变化,采用傅里叶红外光谱测试再生纤维素的化学结构变化。其次,在不同溶解条件下将木浆粕纤维溶解在[BMIM]Cl离子液体中,为了得到最佳溶解条件,采用X射线衍射仪、热重分析仪对再生纤维素进行表征,研究搅拌速率、溶解温度以及3种前处理方式对纤维素在[BMIM]Cl离子溶液中溶解后的聚合度、降解度和结晶度的影响。结果表明:木纤维素在[BMIM]Cl离子溶液中的最佳溶解条件为搅拌速率100 r/min、溶解温度80℃,超声波处理1 h,再生纤维素聚合度948,降解度5.77%,结晶度67.24%。

稻壳纤维粒径和掺量分数对水泥复合材料性能的影响

以稻壳纤维(Rice husk fiber,RHF)为增强材料,以水泥为基体,制备了RHF/水泥基复合材料。研究了粒径对RHF在水泥基体中分散性能的影响;并以RHF粒径和掺入质量比为考察因素,采用响应曲面法,以RHF/水泥基复合材料的密度、抗折强度、含水率、吸水率和导热系数为响应值,建立数学模型,对RHF/水泥基复合材料的成型工艺进行优化设计。结果表明:RHF的粒径越小,在水泥基体中分散性能越好,粒径为150μm的RHF分散系数达到最大值,为0.981;响应曲面模型分析表明RHF的粒径为150μm、掺入质量为水泥质量的3%时,RHF/水泥基复合材料的性能达到最优,此时RHF/水泥基复合材料的密度为1 559.26kg/m3,抗折强度为9.38 MPa,含水率为7.05%,吸水率为16.71%,导热系数为0.50 W/(m·K),达到了建筑行业标准JC/T411—2007的要求。

羊毛/苎麻织物服用及自洁性能的模糊综合评价

以混纺织物的透气性、透湿性、耐磨指数、顶破强力为服用性能的评价指标,以接触角和拒水性能为自洁性能评价指标,采用模糊综合评价方法对羊毛/苎麻混纺比为30/70、70/30、100/0的织物进行了综合评价。结果表明,经模糊综合评价得到的3种混纺织物的隶属度分别为0.258 176、0.282 816和0.459 008。根据隶属度最大原则,苎麻纤维的含量越低,混纺织物的综合性能越优,所以纯羊毛织物综合性能最优。

聚乙烯醇乳液改性对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料性能的影响

为解决汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料力学性能较差的问题,本文提出采用聚乙烯醇(PVA)乳液对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料进行改性。在优化秸秆纤维的粒径和掺入量后,采用PVA乳液与秸秆纤维和水泥进行共混成型,制备了改性后的汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料。研究了不同质量比的PVA乳液对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料的抗折强度、密度、比强度和弯曲韧性的影响,通过含水率、吸水率及红外光谱测试揭示了PVA乳液对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料的改性机制。结果表明:汉麻秸秆纤维粒径为1700μm及掺入量为12%时,秸秆纤维对汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料的增强作用最好。随着PVA乳液质量比的增加,改性后汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料的密度逐渐减小,弯曲韧性逐渐提高。当PVA乳液质量比为4.8%时,相较于未改性的汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料,改性后的汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料抗折强度和比强度分别提高了17.17%和20.50%。通过PVA乳液改性使汉麻秸秆纤维/水泥基复合材料中秸秆纤维与水泥之间的界面得到改善,并缓解了秸秆纤维对水泥水化反应的阻碍作用。