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。

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。

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。

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。

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。

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。

聚乙烯醇纤维改性快修水泥性能分析及在建筑工程中的应用

以钢渣等材料制成快速修复水泥,并使用一定掺量、长度的聚乙烯醇纤维进行改性,探究快速修复水泥的性能和应用效果。结果表明,在这种快速修复水泥中掺入聚乙烯醇纤维时,材料流动度减小,力学性能提高,韧性增强;掺量1.5%、长度为6 mm聚乙烯醇纤维的快速修复水泥综合性能较优,其流动度为203.5 mm;7 d抗折、抗压强度分别为15.45、61.75 MPa,分别提高16.60%、15.14%;7 d断裂冲击能量为42.5 J,提高200.94%;7 d粘接强度为4.19 MPa,提高76.79%。试验中的优选快速修复水泥材料有高早强特点,可用于混凝土建筑病害修补施工。

聚乙烯醇纤维改良粘土对土强度及力学性能的影响研究

采用离散元软件PFC2D模拟了聚乙烯醇纤维对粘土的直接剪切试验,分析了聚乙烯醇纤维对粘土力学性能的影响,研究了添加纤维、纤维长度和纤维掺入质量比对聚乙烯醇纤维改良粘土力学特性的影响规律。研究结果表明,聚乙烯醇纤维改良粘土的粘聚力和内摩擦角均要高于素粘土,说明聚乙烯醇纤维显著地提高了粘土的力学性能;聚乙烯醇纤维掺入质量比越大,纤维改良粘土的剪切强度、粘聚力和内摩擦角越大,且纤维掺入质量比的增加明显地提高了改良粘土的粘聚力;随着聚乙烯醇纤维长度的增加,纤维改良粘土改良粘土的剪切强度、粘聚力和内摩擦角变化不大。

负温桥墩修补用聚乙烯醇纤维灌浆料的研究与应用

研究了负温下混凝土桥墩修补用聚乙烯醇(PVA)纤维灌浆料的性能,并将其应用于工程实践,得出如下结论:防冻剂的掺加能够提高灌浆料的负温适应性,质量分数为0.3%时满足应用要求;PVA纤维的掺加能够降低灌浆料的流动度,提高抗压强度,大幅度提高混凝土的界面拉伸黏结强度,最佳体积分数为0.3%;PVA纤维的掺加能够提高灌浆料的负温适应性。

聚乙烯醇纤维对排水渠底细石混凝土的性能影响

为进一步降低排水渠底的磨损,将聚乙烯醇纤维掺入细石混凝土,分析细石混凝土各项性能与聚乙烯醇纤维掺量之间的关系,分别设计试验探究混凝土扩展度、劈裂抗拉强度、抗压强度和抗折强度等的发展变化。试验结果显示:聚乙烯醇纤维的掺加能够有效降低混凝土的扩展度,提升劈裂抗拉强度与抗折强度,且纤维掺量越高变化幅度越大;所使用的混凝土强度等级高也会有效提升纤维掺加对细石混凝土性能的改良效果;细石混凝土抗压强度随聚乙烯醇纤维掺量提升而表现出前期增加后期降低的发展趋势,其中抗压强度峰值出现于掺加0.8 kg/m^(3)聚乙烯醇纤维时。

造纸纤维/聚乙烯醇-硼砂复合泡沫保温隔热性能研究

以造纸纤维和聚乙烯醇为主要原料,借助聚乙烯醇与硼砂之间的动态共价交联作用,制备得到造纸纤维/聚乙烯醇-硼砂复合泡沫,探究了该泡沫的保温隔热性能。结果表明,室温下其导热系数为0.021 W/(m·K),表现出优异的保温隔热性能,具有替代传统石油基泡沫产品的潜力。

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。

复掺聚乙烯醇纤维和纳米二氧化硅对水工混凝土耐久性的影响

提升混凝土的耐久性对水利工程建设具有重要意义,是学界和工程界关注的重要领域。此次研究利用室内试验的方式,探讨了复掺聚乙烯醇纤维和纳米二氧化硅对水工混凝土耐久性的影响。试验结果显示,在水工混凝土中同时掺入聚丙烯醇纤维和纳米二氧化硅可以有效提升混凝土的抗冻性、抗疲劳性能和抗氯离子渗透性能,具有良好的工程应用价值。

聚乙烯醇纤维掺量对C40混凝土性能影响研究

研究了不同聚乙烯醇纤维体积掺量对C40混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的影响。试验结果表明:聚乙烯醇纤维体积掺量≤0.25%时,掺加聚乙烯醇纤维不会对混凝土的拌合物性能、力学性能和氯离子扩散系数以外的耐久性能指标产生不利影响,且可提高混凝土的早期抗裂性能和抗冻性能,改善混凝土自收缩和干缩。聚乙烯醇纤维体积掺量>0.3%时,浆体中单根纤维的间距减小,易搭接,纤维不易均匀分散到混凝土中,硬化混凝土大部分性能指标与基准混凝土相比有明显下降。综合考虑各项性能,C40混凝土中聚乙烯醇纤维的最优体积掺量为0.25%,最大体积掺量为0.3%。

可见光激发下具有增强抑菌作用的聚乙烯醇/石墨氮化碳复合纳米纤维膜

将聚乙烯醇(PVA)溶液与分散在其中的石墨氮化碳(g-C_(3)N_(4))纳米片通过静电纺丝技术和交联反应成功地制备了具有增强抑菌性能的可生物降解复合纳米纤维膜。对PVA/g-C_(3)N_(4)(P-CN)复合纳米纤维膜的微观形貌、物理性能及抗菌性能进行了研究,分析了g-C_(3)N_(4)含量对复合纳米纤维膜的形貌及性能的影响。扫描电镜分析结果表明,P-CN纤维直径为200~300 nm,交联后纤维直径变为1μm左右,g-C_(3)N_(4)质量分数小于3%时,纳米片均匀地分布在纳米纤维的表面,通过拉伸和溶胀测试发现,交联复合纳米纤维膜具有良好的力学性能和优良的抗溶胀性能。抑菌测试结果表明,复合纳米纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果随着g-C_(3)N_(4)含量的增加明显提高,在4×10^(4)Lux的LED光激发10min后培养24 h的P-CN-5的最大抗菌环直径可以达到20 mm。研究结果表明,P-CN复合纳米纤维膜含少量g-C_(3)N_(4)就具备优异的抗菌性能,未来在抗菌涂层和包装等领域有巨大的应用潜力。

再生纤维素/聚乙烯醇/壳聚糖/二氧化钛抗菌复合膜的制备及性能

以微晶纤维素(MCC)和聚乙烯醇(PVA)为原料,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂,通过MCC溶解再生与PVA共混制备再生纤维素(RGC)/PVA基膜,并利用壳聚糖(CS)和纳米二氧化钛(TiO_(2))共混液包覆方法制备RGC/PVA/CS/TiO_(2)抗菌复合膜。通过FT-IR、XRD和SEM对复合膜的形貌和结构进行表征,并对复合膜的热学、力学、光学、阻隔和抑菌等性能进行测试分析。研究结果表明:壳聚糖和二氧化钛成功复合于纤维素基膜,RGC/PVA/CS/TiO_(2)复合膜的热分解主要由CS-TiO_(2)包覆层和RGC/PVA基膜的分解构成。与再生纤维素(RGC)膜相比,当TiO_(2)质量分数为0.2%时,RGC/PVA/CS/TiO_(2)复合膜的拉伸强度提升了39.28%,断裂伸长率提升了51.66%,透光率保持在88.72%,氧气透过率下降了47.77%,且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌具有良好的抑制作用。