玄武岩复合纱线的制备及强伸性能分析

为探究玄武岩复合纱线的强伸性能,分别制备了芯纱为单股、双股的玄武岩包覆纱,分析了玄武岩单股无捻结构芯纱包覆纱、玄武岩双股加捻结构芯纱、玄武岩双股无捻及加捻结构芯纱包覆纱在不同条件下的强伸性能变化规律。研究表明:以单股玄武岩为芯纱,外包不同种类材料如芳纶、超高分子量聚乙烯、锦纶及其复合纱时,纱线的强伸性能变化规律不同;以双股玄武岩为芯纱,复捻锭速在750 r/min且捻度为50捻/m时,芯纱强伸性能稳定,是合适的加捻参数;玄武岩双股加捻结构芯纱包覆纱强力较高,且随着包覆捻度的增大,其断裂强力变化明显小于双股无捻结构芯纱包覆纱。

高质量玄武岩纤维技术发展的历程及拓展

介绍了高质量玄武岩纤维技术的发展。2019年,四川谦宜复材料有限公司开发了一种高质量玄武岩原料配方技术,该技术引入硼镁矿(B_(2)O_(3))作为助熔剂,碳酸锰矿(MnO_(2))作为澄清和脱色剂。建造了第一条2400孔漏板3500吨池窑炉拉丝示范线,以生产高质量玄武岩纤维,克服了目前玄武岩纤维池窑拉丝生产线的六大技术瓶颈。这项技术在2020年实现了11项创新,共有三项关键技术。此外,本文阐述了高质量玄武岩纤维在高强度、高模量、耐热、耐碱和热塑性复合材料领域的应用前景。还对跨行业投资玄武岩纤维行业的企业提出了几点建议。

酸/碱腐蚀对玄武岩纤维纱线特性的影响

采用2.0mol/L的HCl及NaOH溶液为腐蚀介质,在60℃条件下处理玄武岩纤维纱线,研究玄武岩纤维纱线的耐酸/碱腐蚀性能及其腐蚀机理。结果表明,经酸与碱处理后纤维纱线的断裂强度总体上均呈下降趋势,只是下降的规律有所不同。酸与碱处理的纱线表面腐蚀程度不同,且表面的各元素含量也有不同幅度的降低,促使表面处理剂的相对含量增大。另外,碱腐蚀后结构中还产生了羟基(-OH)官能团,因此玄武岩纤维纱线的耐酸性能强于耐碱性能。

玄武岩纤维纱线的耐高温性能研究

采用多种分析手段对国内某公司生产的玄武岩纤维纱线的高温性能及其机理进行研究。结果表明,随温度的升高,玄武岩纤维纱线的断裂强度呈现先增加后降低的规律,其中,在200℃时能够获得最佳力学性能。在升温过程中,表面处理剂先后发生团聚、分解挥发等变化,主要通过改变纱线的表面粗糙度和承受载荷的纤维数目间接地影响断裂强度。此外,高温处理后的玄武岩纤维纱线内部结构受到一定程度的不可逆破坏。

丙纶玄武岩长丝包缠纱的纺制及性能研究

为了拓展玄武岩纤维的应用领域,通过分析玄武岩纤维特性及包缠纺纱的基本原理,分别用333dtex、666 dtex和999 dtex的丙纶长丝包缠玄武岩长丝,通过调试卷绕速度和锭子速度,纺制了单位长度内包缠数近似的3种丙纶玄武岩长丝包缠纱,并进行了性能测试,结果表明:3种丙纶玄武岩长丝包缠纱的强伸性能和耐磨性均优于玄武岩长丝,提高了玄武岩长丝的可织造性。

玄武岩、玻纤、丙纶网络复合线的研制及其拉伸性能研究

以玄武岩纤维、玻璃纤维为增强纤维,以丙纶为基体纤维,采用喷气网络技术制备不同体积比的玄武岩/丙纶、玻纤/丙纶网络复合线,对制得的复合线进行拉伸指标测试,分析不同增强纤维的体积比对网络线拉伸性能的影响。结果表明:采用喷气网络的方式制得的网络线实际细度比理论细度小,且增强纤维的体积比越大,细度损失越大;拉伸结果表明,随着增强纤维体积比的增加,两种复合线的断裂强力、断裂强度均逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小。玄武岩/丙纶网络复合线的拉伸性能受增强纤维体积含量变化的影响比玻纤/丙纶网络复合线更显著。

棉／玄武岩纤维赛络纺包芯纱的工艺参数研究

简单介绍了赛络纺包芯纱的成纱原理和影响纱线性能的主要工艺参数。研究和确定了适合在改进的环锭纺细纱机上纺制棉／玄武岩纤维赛络纺包芯纱的工艺参数。

棉/玄武岩纤维赛络纺包芯纱的工艺参数研究

简单介绍了赛络纺包芯纱的成纱原理和影响纱线性能的主要工艺参数。研究和确定了适合在改进的环锭纺细纱机上纺制棉／玄武岩纤维赛络纺包芯纱的工艺参数。

多重针织结构复合材料的制备及拉伸性能

将两种不同的针织结构以一定的方向和顺序进行叠加,用玄武岩纤维纱手工缝合;将缝合与未缝合的增强体预制件采用真空辅助树脂转移模塑成型(VARTM)工艺加工成复合材料,对两种复合材料的纵纬向拉伸性能进行测试与分析.结果表明,取向度和拉伸方向上受力纱线根数的不同是造成经纬向拉伸性能差异的原因;缝合的复合材料的单位纤维体积分数的拉伸强度与模量比未缝合的复合材料大;复合材料的拉伸破坏模式说明缝合显著改善了复合材料的分层现象.

玄武岩纤维纱线性能的试验研究

研究某种玄武岩纤维有捻纱的拉伸性能、耐高温性能以及耐酸碱性能。实验结果表明:在热稳定性试验中,该玄武岩纤维有捻纱的拉伸断裂强度在250℃之前随着温度的升高而增加,在250℃之后随着温度的升高而降低;在耐酸碱性试验中得出,该玄武岩纤维耐酸性强于耐碱性。

玄武岩织物阻燃性能研究

玄武岩纤维具有优良的隔热及阻燃性,在阻燃领域应用广泛。作为对玄武岩服用阻燃织物的探索,设计并织造了低面密度的玄武岩纬纱织物、玄武岩包芯纱织物,并研究了织物组织对其阻燃性能的影响。结果表明,玄武岩织物的阻燃性能优异,尤其是其包芯纱织物;玄武岩织物的平均浮长越短,所呈现的阻燃性能越佳。

网织增强岩棉板制备合成及其性能研究

采用玄武岩纤维有捻纱将网布包覆岩棉板整体合成制备一种新型网织增强岩棉板,研究了网织增强岩棉板薄抹灰外墙外保温系统的耐候性、耐冻融性和抗冲击性等。研究结果表明,与同密度等级的普通岩棉板相比,网织增强岩棉板可大幅提高其垂直于板面方向的抗拉强度;具有良好的透湿性能;与基层墙体采用粘结为主锚栓锚固为辅的固定方式可节约锚栓用量。应用于薄抹灰外墙外保温系统具有较好的耐候性、耐冻融性和抗冲击性,为现阶段建筑外墙保温工程合理采用岩棉技术提供了可行性探索研究。

PAN/BF包芯纱增强复合材料层间剪切性能研究

玄武岩纤维(BF)增强复合材料被广泛应用于汽车、航空、工业建筑等领域,但由于层间性能较差,导致复合材料的整体机械性能不佳,使用过程中易分层,缩短其使用寿命。为了提高玄武岩纤维增强复合材料的层间性能,本文采用共轭静电纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)纳米纤维包覆在BF表面制备了PAN/BF包芯纱,再将其织造成织物并与树脂复合固化得到复合材料。采用短梁剪切试验对复合材料的层间剪切性能进行了测试分析,结果表明:引入纳米纤维之后,单向带复合材料和平纹复合材料的层间剪切强度分别提高了11.5%和8.72%;在试验加载过程中,平纹织物增强复合材料要比单向带织物增强复合材料承受载荷更大,受力情况更为复杂,其载荷-位移曲线呈现台阶式下降现象。

涤棉玄武岩纤维赛络包芯纱工艺优选

探讨纺纱工艺参数对涤棉玄武岩赛络包芯纱包覆效果及纱线性能的影响。以涤棉混纺纱作为外包纤维,玄武岩长丝为芯丝,设计三因素三水平正交试验以改变粗纱中心距、细纱捻系数以及导丝轮位置三种因素,制得9种不同工艺参数的涤棉玄武岩赛络包芯纱,测试包覆效果及纱线性能指标。试验结果表明:最优工艺条件为导丝轮位置偏左,粗纱中心距7 mm,捻系数270。认为:空心罗拉式赛络集聚纺方式适宜纺制涤棉玄武岩包芯纱,对其条干、毛羽等指标有较好的优化效果,所纺纱线包覆效果良好,质量稳定。

玄武岩长丝/芳纶双层间隔纱织物及其复合材料的制备

设计并试织了玄武岩长丝／芳纶双层机织间隔纱织物。双层机织间隔纱织物是一种特殊结构的三维立体机织物．其潜在的应用领域之一是纺织复合材料风机叶片的增强材料，根据风机叶片对增强材料性能的特殊要求，选择玄武岩长丝、芳纶做基本原料，设计并试纺了玄武岩长丝／丙纶包缠纱。试验结果表明：玄武岩包缠纱在300捻／m时断裂强力达到最大，可用于面层组织织造；选用芳纶纱线作为接结纱，以平纹作为面层组织和接结组织的基础组织。探讨了双层机织间隔纱织物结构的影响因素，形成了双层机织间隔纱织物的织造技术，丰富了三维立体机织物的组织结构库，采用手糊法制备了复合材料。