聚硅酸硫酸铝对超轻质植物纤维基材料阻燃性能的影响

以有机混合物(废纸板纤维、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺)和无机聚硅酸硫酸铝(PASS)为原料,通过有机--无机杂化,利用液体发泡方法制备出超轻植物纤维基材料。为了研究PASS对超轻植物纤维基材料阻燃性能的影响,首先对PASS的热稳定性、样品燃烧前后的微观形貌以及PASS在纤维管胞内外的厚度进行观察和测量,然后采用锥形量热仪对样品的阻燃性能进行测试。结果表明:PASS具有好的耐高温性能;与有机混合物杂化后具有很好的成膜性,能在纤维表面形成热稳定性涂层;管胞内、外层膜的平均厚度分别为0.182和0.667μm;PASS与氯化石蜡的协效作用显著降低了样品燃烧过程的热释放与质量损失。因此,这种有机--无机杂化可显著提高超轻植物纤维基材料的阻燃性能。

硼酸锌与氯化石蜡对超轻质植物纤维基材料的协同阻燃效应

以自制硼酸锌作为阻燃协效剂,并将其加到超轻质植物纤维材料中,研究硼酸锌与氯化石蜡的协同阻燃效果.采用粒径分布、红外分析对硼酸锌进行表征,采用扫描电子显微镜、氧指数仪对阻燃样品进行分析.结果表明:该硼酸锌的粒径较小、分布集中在200-500 nm,为三硼氧配阴离子和四硼氧配阴离子聚合而成;硼酸锌与氯化石蜡在纤维材料中分散均匀,能较好地吸附在纤维表面;加入硼酸锌后材料的氧指数有所提高,并使纤维基材料的阻燃等级达到难燃,减少了20%氯化石蜡的使用量.因此,硼酸锌与氯化石蜡对超轻质植物纤维材料具有较好的协同阻燃效应.

纤维对超轻质水泥基复合材料抗压性能的影响

超轻质水泥基复合材料(ULCC:ultra lightweight cement composite)是一种新型复合材料。通过对超轻质水泥基复合材料抗压性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA:Polyvinyl alcohol)纤维和钢纤维(ST:Steel)及养护龄期对其抗压性能的影响。结果表明,掺入0.5%体积含量的PVA纤维之后密度没有明显的变化,而加入1.0%体积含量的PVA纤维或钢纤维可较明显地提高ULCC的密度;加入纤维可以有效提高ULCC的早期抗压强度,尤其是3 d条件下的强度,并且加入PVA纤维时强度最高可增大66.7%,加入ST纤维时强度最高可增大77.8%;掺入1.0%体积掺量的PVA纤维或者是ST纤维对其极限压应变有较明显的增大作用,并且加入纤维后可提高ULCC的塑性变形能力。

植物纤维基发泡材料中有机—无机两相杂化效果表征

植物纤维基发泡材料是以植物纤维和几种胶粘剂成分为有机相,硅铝化合物为无机相,在液体发泡环境中制备出的一种有机—无机杂化材料。为考察材料中有机—无机两相的杂化效果,采用傅里叶变化红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜-X射线能谱分析(SEM-EDXA)对材料的官能团、微观形貌以及无机元素在纤维基材料表面的分布情况进行分析。结果表明:在杂化材料中存在Si-O-Si和Si-O-Al化学键,并通过Si-O-Si键和Si-O-Al键在纤维中连接形成SiO2-Al2O3无机杂化相;在纤维断面由内而外Si、Al元素分布均匀,无机杂化复合体通过扩散和渗透与纤维细胞壁物质进行杂化复合,杂化后材料获得较好的热稳定。因此,硅铝无机相与纤维有机相能够建立有效的相互作用,两相界面结合效果较好。

纤维对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的影响

超轻质水泥基复合材料(ULCC)是一种新型复合材料。通过对超轻质水泥基复合材料抗弯性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA)纤维和钢纤维(ST)对其抗弯性能的影响。结果表明,在掺入同种纤维的情况下,1.0%体积掺量纤维掺入时,极限弯拉强度和试件吸收能量的能力都有明显的提高;在掺入同样体积掺量纤维的情况下,掺入PVA纤维时的极限弯拉强度要小于掺入钢纤维时的极限弯拉强度;1.0%体积掺量PVA纤维的掺入可以更好的提高水泥基体的抗弯抗韧性能;在保证荷载降低到同样水平的条件下,钢纤维的掺入可以在一定程度上加大试件的最终跨中挠度,掺入1.0%体积掺量纤维时,掺入钢纤维时的最终跨中挠度值要比掺入PVA纤维时高534.86%。

超轻质水泥基复合材料基本力学性能

为探究超轻质水泥基复合材料(ultra lightweight cement composite,ULCC)的基本力学性能及应力-应变曲线本构关系.以粉煤灰空心微珠为唯一轻质微集料,以水泥和硅灰为胶凝材料,以高效减水剂和减缩剂为外加剂,配制了钢纤维体积掺量为1%,表观密度介于1 250~1 550 kg/m3,轴心抗压强度介于47.9~70.0 MPa的4种不同密度等级的ULCC.对其分别进行单轴抗压和单轴抗拉试验,分别研究了ULCC的轴心抗压和轴心抗拉力学性能,测得了ULCC材料轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、泊松比及单轴抗压和单轴抗拉应力-应变曲线.结果表明:ULCC的抗压强度、抗拉强度和弹性模量均随密度的增加而增加; ULCC的轴心抗压强度和弹性模量与密度呈较强线性相关性.轴心抗拉试验结果表明ULCC抗拉应力-应变曲线关系呈现明显的峰后平台段,ULCC材料具有良好的拉伸变形能力.根据试验测得的ULCC单轴抗压和单轴抗拉应力-应变全曲线,建立了ULCC单轴抗压和单轴抗拉的分段式应力-应变本构方程.研究成果可为ULCC结构的设计和非线性有限元计算提供理论依据.

超轻质水泥基混合材料密实度和力学性能研究

研究了在超轻质水泥基混合材料中加入消泡剂后对其密实度和表观质量的影响,以选择消泡剂的合理掺量。并利用此合理掺量,对其进行抗压性能的试验研究,分析了掺入不同体积含量(0.5%,1.0%)的聚乙烯醇(PVA)纤维对其抗压性能的影响。结果表明,未加纤维与加入0.5%PVA纤维的消泡剂掺入量可选择0.03%和0.05%。掺入0.5%体积含量的PVA纤维之后密度没有明显的变化,而加入1.0%体积含量的PVA纤维可较明显地提高ULCC的密度;对于本试验,加入纤维可以有效提高ULCC的早期抗压强度,尤其是3d龄期条件下的强度;纤维的掺入还可以提高ULCC的极限压应变和塑性变形能力。

EPS超轻质材料在淡澳河大桥引道软基处理中的应用

介绍了EPS材料的工程特点和在软基路堤填筑中的应用,提出了设计计算方法,总结了EPS材料在软基上路堤填筑中的作用.

有机/无机杂化超轻质植物纤维发泡材料的表征和热稳定性

通过FTIR、SEM-EDX分析表明:利用溶胶一凝胶法制备聚硅酸硫酸铝(PASS),其羟基化铝/硅的化合物(预聚体),经过水解缩合反应得到高度交联的PASS。在这一过程中,在纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等有机组分的存在,其高分子主链上的羟基、酰胺基、醚基可以与聚硅酸硫酸铝分子结构中的不饱和残键和不同状态的羟基发生一定的相互作用和键合作用,形成有机-无机杂化复合体(OIHC)。同时,OIHC通过扩散和渗透,又与木材细胞壁中的纤维、半纤维、木素进行杂化复合。OIHC的存在可有效保护纤维素,延缓热降解,使材料获得更加良好的热稳定性。

美科学家发明超轻薄光伏电池 基于技术的突破而非材料

来自麻省理工的科学家们日前发明了一种至纤至薄、轻盈柔韧的光伏电池，它们身轻如羽，甚至可以放置任泡沫上。这样轻薄的电池可以被放置在任何地方，从智能服装到氦气球等。这种超轻柔性电池只有人类头发的1／5厚，是目前玻璃基质电池厚度（大约微米）的1／1000，但是它们将阳光转化为电力的效率是同样高的。