Effects of different modifiers on the properties of wood-polymer composites

Wood-polymer composites (WPC) were prepared from wood fiber and four kinds of plastics such as PE, PS, ABS, and SAN. The effects of different modifiers on the mechanical properties of the composites were studied. The results showed modifiers could raise the bonding strength of wood fiber with polymer and improve the mechanical properties of the composites. Different modifiers had different effects on the properties of wood-polymer composites, and comparatively the modifier of isocyanate produced a better result. Wood-polymer composite takes not only the advantages of both wood fiber and polymer, but waterproof, dimensional stability and dynamic strength are also significantly improved. Key word Wood fiber - Thermoplastic polyester - Wood-polymer composites - Modifier - Mechanical properties CLC number TB332 Document code A Foundation item: This study was supported by the Harbin Technology Tackle Key Plan (Development Research of Wood-Polymer Composites with High Wood Matrix) and by Heilongjing Nature Science Fund (Composite Mechanism Study of the Wood Polymer).Biography: XU Min (1963-), Female, Associate professor in Material Science and Engineering College, Northeast Forestry University, Harbin 150040, P. R. China.Responsible editor: Chai Ruihai

聚酯纤维泡沫混凝土力学性能及孔结构研究

纤维的掺加可有效地改善泡沫混凝土抗压强度低、脆性特征显著的缺陷,增强其工程适用性。本工作针对聚酯纤维对泡沫混凝土力学性能的改善开展试验研究,选定密度等级为700 kg/m3的泡沫混凝土,考虑不同纤维体积掺量(0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)对其抗压强度、抗折强度、劈裂抗拉强度以及延性的影响。结果表明:纤维掺量为0.1%时,材料表现出较优的抗压和劈裂抗拉性能,28 d强度分别增加了86.4%和91.3%;纤维掺量为0.2%时,材料表现出较优的抗折性能,28 d抗折强度提升了39.1%。试样破坏形态和应力-应变曲线表明,聚酯纤维可有效地提升泡沫混凝土的延性。最后,运用图像分析处理法分别获得了五组试件的孔结构参数,从细观孔结构的角度讨论了聚酯纤维对泡沫混凝土抗压强度的影响机理。

改性聚酯纤维对机场水泥混凝土的增韧阻裂效果分析

为增强机场水泥混凝土的韧性,提升道面结构的抗开裂能力,制备了聚酯纤维(FC)、聚乙烯醇纤维(PVA)和聚丙烯粗纤维(PP)混凝土。以砂率、FC纤维掺量和减水剂掺量为影响因素,28 d抗折强度为响应值,采用响应面法确定了FC纤维混凝土的最佳配比。采用三点弯曲韧性试验和三点弯曲断裂试验,分析了纤维的增韧阻裂机理。结果表明:砂率、FC纤维掺量和减水剂掺量之间存在交互作用,三者对混凝土28 d抗折强度的影响程度排序为FC纤维掺量>减水剂掺量>砂率,最佳配比为砂率34%、FC纤维掺量1.4 kg/m^(3)、减水剂掺量2%。三种纤维P-δ曲线拐点处的荷载峰值和挠度显著提高,拐点尖锐程度下降。相较于素混凝土,FC、PVA和PP纤维混凝土的断裂韧性分别提高了125.8%、118.4%和87.1%,起裂韧度分别提升了38.7%、33.9%和25.2%,断裂韧度分别提升了87.1%、73.2%和55.6%。此外,FC、PVA和PP纤维混凝土开裂过程中所需的断裂能分别提升了216.2%、193.2%和162.9%。结合能量平衡理论,纤维通过能量传递的方式在混凝土中起到增韧阻裂作用,FC纤维的增韧阻裂效果相对显著。

吸光发热涤纶的性能研究

采用扫描电镜法、傅里叶红外光谱法、差示扫描量热法、X射线衍射法、纤维强伸度测试法及紫外可见近红外光谱法,研究吸光发热涤纶和普通涤纶的表面形态、特征结构和官能团、热学性能、晶体结构、力学性能及吸光性能,探究两者性能上的差异。结果表明:2种纤维纵向形态一致,只是吸光发热涤纶纤维表面有细小颗粒附着;与普通涤纶相比,吸光发热涤纶结晶度减小,熔融温度、断裂强度及初始模量略低,断裂伸长率稍高;吸光发热涤纶在全光谱波段具有更优良的吸光能力。

蛋白改性纤维的发展现状及应用

蛋白改性纤维是一种生态友好型纤维。作为纺织原料,它既有优异的织造性能,又兼具了蛋白质及基体材料的服用性能。介绍了三种不同蛋白改性纤维(牛奶蛋白纤维、大豆蛋白纤维与蚕蛹蛋白黏胶纤维)的发展历史、制备工艺、纤维结构与性能、检测方法,对蛋白改性纤维的应用进行了展望。

常压阳离子染料易染共聚酯纤维微观结构与性能

采用红外光谱分析和X射线衍射法,表征常压阳离子染料易染共聚酯(ECDP)纤维的微观结构,并通过测试ECDP纤维和聚酯(PET)纤维的拉伸性能、吸湿性能和导电性能,探讨了微观结构对纤维性能的影响.结果表明:ECDP纤维中第三组分间苯二甲酸5磺酸钠的加入使结晶度减小,因此,断裂强度和初始模量比PET纤维小,而断裂伸长率有所增加,回潮率较大,体积比电阻较小.

改性涤纶织物的凉爽性能研究

采用添加有热传导改性粉体矿物质颗粒的凉爽涤纶纤维、十字截面涤纶纤维及普通涤纶纤维为原料,设计试制了3种规格相同、纤维种类不同的机织物,并对凉爽涤纶织物、十字截面涤纶织物及普通涤纶织物的导热性、透湿性、导湿性及散湿性等凉爽舒适性能进行了比较研究。结果表明:凉爽涤纶织物的导热系数、最大瞬时热流量值均大于十字截面涤纶织物和普通涤纶织物,表现出优异的热传导性能;十字截面涤纶织物的吸湿排汗效果最佳,说明纤维物理形态结构仍然是改善织物吸湿、导湿性能的重要手段。

聚酯纤维复配RET改性沥青混合料的技术性能

为了研究聚酯纤维和RET对沥青混合料的性能影响,通过贯入剪切试验、半圆弯拉试验以及小梁弯曲疲劳试验,采用贯入剪切强度、断裂能密度与疲劳寿命评价聚酯纤维与RET对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性以及抗疲劳性能的影响,并与SBS,SBR改性沥青混合料进行对比研究.最后采用Weibull分布,分析不同沥青混合料在不同失效概率下的疲劳性能.研究结果表明:相比于SBS,SBR改性沥青混合料,复配改性沥青混合料的贯入剪切强度、断裂能密度以及疲劳寿命显著提高,因此聚酯纤维复配RET能够显著改善沥青混合料的高温稳定性,有效改善RET改性沥青混合料的低温性能,且对沥青混合料的疲劳性能有较显著的影响.

天然纤维增强型聚乳酸复合材料的研究进展

针对现阶段天然纤维增强型聚乳酸复合材料的若干研究进展进行阐述,主要包括对于天然纤维的界面性能改进的不同方法介绍,及其作用机理分析;织物型纤维的二维结构化对于生物可降解性复合材料的力学性能的提高和其多维结构的发展;改性聚乳酸的研究,主要包括高韧性聚乳酸的制备、高渗透性聚乳酸和耐高温型聚乳酸;相容性优异地适用于聚乳酸的功能化添加剂;及其天然纤维增强型聚乳酸复合材料的成型制备工艺。

圣麻及其与涤混纺纱性能测试

为了探讨圣麻纤维的服用舒适性,对圣麻纤维的强伸性能、摩擦因数、吸湿性能等进行了分析,并进一步分析了圣麻/涤纶50/5018.5tex纱的有关性能,与涤纶/棉50/5018.5tex纱进行了对比。圣麻与涤混纺纱染色后断裂强力下降,伸长率增加,影响织物的手感及服用性能;吸湿的瞬间快速性,说明最终产品具有良好的吸湿功能;圣麻涤纶混纺纱的急弹性回复率、缓弹性回复率均略小于涤棉混纺纱,说明圣麻纤维的弹性比棉纤维略差,其织物抗皱性能亦比棉纤维织物略差。

纤维对丁苯乳液改性水泥砂浆干缩性能的影响

丁苯乳液改性水泥砂浆由于乳液掺量较高限制了其应用范围，为此提出了在较低丁苯乳液掺量下采用纤维增强丁苯乳液改性水泥砂浆的方法．研究了碳纤维、聚丙烯纤维及其不同纤维体积分数对丁苯乳液改性水泥砂浆早期（0～6h）干缩性能的影响，并研究了钢纤维、碳纤维、聚丙烯纤维及其混杂对丁苯乳液改性水泥砂浆长期干缩性能的影响．研究表明：掺0．3％碳纤维、0．1％聚丙烯纤维均能减小丁苯乳液改性水泥砂浆早期的干缩率；0．3％碳纤维对丁苯乳液改性水泥砂浆早期干缩的抑制作用好于0．3％聚丙烯纤维，但却增大了丁苯乳液改性水泥砂浆的长期干缩率，而0．3％钢纤维限制丁苯乳液改性水泥砂浆长期干缩的效果最优．通过压汞实验初步分析了丁苯乳液改性水泥砂浆孔结构与其干缩率之间的关系．

改性剂对胶原蛋白复合纤维结构性能的影响

在胶原蛋白和聚乙烯醇共混溶液中,添加不同量改性剂制得纺丝原液,经湿法纺丝得到初生纤维,初生纤维再经过热拉伸、热定型和缩醛化处理得到胶原蛋白复合纤维。由该方法制得的复合纤维中胶原蛋白存留率达到91.6%,结晶度为57.8%。由扫描电镜观察纤维横截面为肾形,纤维内部致密、无相分离。纤维断裂强度为4.1 cN/dtex,初始模量为147.5 cN/dtex,断裂伸长为26.9%,纤维水中软化点为104℃。

亲水改性聚酯纤维的结构与可纺性研究

探讨亲水改性聚酯纤维的结构和性能特点。测试了亲水改性聚酯纤维的红外光谱、热重曲线、差示扫描量热曲线、力学性能、摩擦性能、回潮率和质量比电阻,并与普通聚酯纤维进行了对比。结果表明:亲水改性聚酯纤维的红外光谱显示有明显的亲水性基团;热学性质、力学性能和普通聚酯纤维相比有所下降,但较棉纤维好;吸湿性、导电性、摩擦性能较普通聚酯纤维有所改善。认为亲水改性聚酯纤维具有较好的可纺性能。

改性剂对木塑复合材料力学性能影响的研究

采用木材纤维,分别与PE、PS、ABS、SAN等热塑性高分子聚合物,经热压复合工艺制成木塑复合板材,通过加入不同的改性剂以及改变改性剂的加入量,研究它们对木塑复合材料力学性能的影响。结果表明:改性剂的加入能使木材纤维与各种热塑性高分子聚合物很好地胶接;改性剂不同对木塑复合材料的性能产生不同的影响;改性剂的加入量为木材纤维用量的5%时,该法制作的木塑复合板材力学性能最佳。

聚酯纤维用于低频降噪的研究

针对变电站低频噪声难治理的问题,选用聚酯纤维,采用阻抗管研究其低频吸声性能,考察容重、材料厚度、背后空腔厚度对其低频吸声性能的影响,并将聚酯纤维与亥姆霍兹共振器组成复合结构,结果表明:聚酯纤维的容重对于吸声性能存在一个最佳范围;增加材料厚度和背后空腔厚度均能提高聚酯纤维的低频吸声系数,但是在100 Hz处的吸声系数仍然偏低;聚酯纤维与亥姆霍兹共振器复合结构在100 Hz处的吸声系数达到0.9以上,同时其平均吸声系数也处于较高水平。

羊绒/羊毛/涤纶复合纺及成纱拉伸性能分析

选择羊绒、羊毛和涤纶长丝在传统的环锭纺系统上进行三组分复合纺纱。通过改变三组分的喂入位置、喂入张力来获得不同结构和风格的纱线。试纺了不同捻度和混纺比的3种复合结构纱,即股线、包芯和包缠结构纱,分析了其拉伸性能。纺纱实验和测量结果表明:通过复合改善了羊绒纱的强度;纱线拉伸性能与混纺比、捻度、纱线结构之间存在相关;随着捻度的增加,3种结构复合纱的拉伸性能均符合经典临界捻度理论;复合纱的力学性能因结构不同而不同,股线结构纱拉伸性能最好,包芯结构纱次之,包缠结构纱拉伸性能则最差。

中空聚酯短纤维耐碱性及其力学性能分析

为分析中空聚酯短纤维与天然纤维混纺织物进行碱精练加工的可行性,研究了氢氧化钠质量浓度、处理时间和温度对纤维中空结构与失重率的影响,分析了失重率与力学性能之间的关系。结果表明,氢氧化钠处理条件控制适当,聚酯纤维的中空结构不会受到显著破坏,其耐碱性基本可以满足天然纤维素纤维碱精练加工的要求;氢氧化钠质量浓度、处理温度和时间对纤维失重率均有显著的影响,其中处理温度的影响最大;断裂强力随失重率的增大而逐渐降低,失重率超过6%时尤为显著。

热处理对COPET/PTT复合纤维卷曲性能的影响

以改性聚酯(COPET)及聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)为原料经复合纺丝制备了COPET/PTT复合纤维,研究了热处理方式、温度和时间对COPET/PTT纤维卷曲性能的影响。结果表明:沸水处理优于干热处理;COPET/PTT复合比50/50的纤维具有较好的潜在卷曲性;湿热温度超过80℃,沸水处理时间10～20min,纤维卷曲性趋于稳定;干热温度在140～160℃时,纤维具有良好的卷曲性能;张力热处理有利于提高纤维的卷曲弹性回复能力。

聚酯/改性高收缩聚酯复合纤维卷曲性能的研究

对聚酯/改性高收缩聚酯复合纤维的卷曲性能进行了理论分析,并测试了不同组分比例以及不同热处理方式、温度、时间条件下的聚酯/改性高收缩聚酯复合纤维的卷曲性能。结果表明:对于圆形截面纤维,50/50组分比例有较好的潜在卷曲性;而热处理方式、温度、时间均影响纤维卷曲性能,因此,利用该纤维进行织物设计和染整加工应充分考虑该性能特征。

改进型芳纶Ⅲ纤维及其复合材料性能

以改进型芳纶Ⅲ纤维(F-3A)的研制及工程化应用为背景,开展了F-3A纤维及其复合材料性能研究,采用改进型环氧树脂体系与F-3A纤维复合进行了NOL环及其全尺寸复合材料缠绕构件试验考核。试验结果表明,F-3A纤维的力学性能优异,工艺性能稳定,能够满足复合材料结构工程应用要求。