Observation and Study of Fracture Behaviour for Fiber Reinforced Cement

Polypropylene, carbon, aramid and polyethylene fibers reinforced cement composites were fabricated respectively. Their fracture behaviors were observed using scanning electron microscopy and the bonding between fiber and matrix was observed in detail.

过滤吸油用PP/PE双组分熔喷非织造布的性能测试研究

以不同质量比的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)为原料制得PP/PE双组分熔喷非织造布,测试分析了PP/PE双组分熔喷非织造布的性能。结果表明:PP/PE双组分熔喷非织造布的纤网呈现蓬松杂乱的三维结构,纤维直径较细,孔隙率较高;随着PE添加比例增大,PP/PE双组分熔喷非织造布的面密度和厚度增大,拉伸断裂强力、顶破强力略有下降,硬挺度下降,透气性增大;当PP/PE质量比为73时,PP/PE双组分熔喷非织造布的水接触角在129°左右,吸油倍数为18.75,20 s内吸油高度为1.7 mm,空气过滤效率为56.82%,综合性能较好,可应用于过滤、吸油等领域。

热黏合聚乙烯/聚丙烯双组分纺黏非织造材料性能及其过滤机制

为研究热黏合加固技术对双组分纺黏非织造材料结构和性能的影响,以聚乙烯(PE)为皮层组分、聚丙烯(PP)为芯层组分,采取热轧和热风2种热黏合方式制备了PE/PP皮芯型双组分纺黏非织造材料,借助扫描电子显微镜、自动滤料测试仪、孔径测试仪、渗水性测定仪等对2种方法制备的纺黏非织造材料的结构和性能进行测试与表征,并对造成过滤性能不同的原因进行理论分析,阐释纤维滤材的过滤机制。结果表明:随着面密度的增加,热轧黏合纺黏非织造材料的平均孔径逐渐减小,耐静水压逐渐增加,其中面密度为80 g/m^(2)时,平均孔径为25.74μm,耐静水压为3.14 kPa;热风黏合纺黏非织造材料在低阻力、高容尘、品质因数方面的表现均优于热轧黏合纺黏非织造材料,其中面密度为80 g/m^(2)时,以质量中值直径为0.26μm的NaCl气溶胶为过滤媒介,在32 L/min的测试流量下,电晕驻极后热风黏合纺黏非织造材料的过滤效率为76.62%,过滤阻力仅为15.85 Pa;纤维过滤材料的孔隙率越大其过滤阻力越小,容尘量越高。

聚丙烯/玻璃纤维复合材料增强与增韧改性研究

研究了不同含量的马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)相容剂对玻璃纤维增强聚丙烯/聚乙烯蜡(GFRPP/PW)复合材料体系力学性能和结构的影响。结果表明,少量的PP-g-MAH可以改善"浮纤"现象,促进GFRPP/PW/PP-g-MAH复合材料的相容性和PP基体中γ晶的产生;与原体系相比,加入少量相容剂后冲击强度提高了37.9%,屈服强度提高了3.2%,热变形温度增加了3.9℃。

PET/PTT复合纤维卷缩性能的研究

通过对不同线密度的聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸丙二醇酯(PET/PTT)复合纤维的热收缩率、卷曲收缩率、卷曲模量及卷曲稳定度的测试,研究了干热和沸水处理条件下的PET/PTT复合纤维的卷缩性能。结果表明:干热处理时,PET/PTT复合纤维的热收缩率随温度的升高而升高,随线密度的提高而减小;与干热处理比较,沸水加压处理后的纤维具有较好的热收缩率和卷曲性能。PET/PTT复合纤维线密度越低,其卷曲收缩能力越强,线密度为172 dtex时,纤维表现出较好的卷曲收缩率和卷曲稳定性。

聚乙烯、聚丙烯与木纤维复合制板工艺

通过聚乙烯、聚丙烯分别与木纤维复合制板工艺的实验 ,探讨了加入助剂和改变聚乙烯、聚丙烯用量对复合材料力学性能的影响。结果表明 :对纤维进行改性处理 ,可以明显改善木塑复合材料力学性能 ;塑料越细且含量为 30 %时复合材料力学性能基本达到中密度板材的力学性能指标。

抗静电聚丙烯纤维的研制

采用聚丙烯（PP）接枝顺丁烯二酸酐、聚乙二醇和氧化锌的方法制备抗静电剂，再与PP切片共混纺丝，得到抗静电PP纤维，测试了纤维的力学性能和抗静电性能等。结果表明：随抗静电剂含量的增加，抗静电PP纤维的力学性能先有升高（抗静电剂质量分数小于5％）而后逐渐下降，体积比电阻降至10^8Ω·cm，静电半衰期保持在60s以下，抗静电效果优良。

熔融电纺制备PE/PP共混纤维

针对聚乙烯(PE)与聚丙烯(PP)共混体系熔融电纺,研究了PE/PP的质量比和接收距离对熔融电纺纤维形貌和直径的影响.结果表明,稀释剂的作用使电纺PE/PP纤维的表面较为粗糙,提高接收速度有助于减少粗糙程度,也可使纤维直径下降.差示扫描量热测试结果表明,电纺PE/PP纤维中PE和PP的结晶程度随PE/PP质量比的不同而变化较大.由于不使用溶剂,熔融电纺可望成为超细纤维形成的实用方法.

PP纤维水泥复合材料的界面行为(Ⅱ)——断裂面的观察与形态研究

制作了聚丙烯纤维、碳纤维、聚酰胺和聚乙烯纤维增强水泥复合材料.用扫描电镜(SEM)观察了它们的断裂面。

苯并三唑类光稳定剂的合成及在剑麻纤维基复合材料中的应用

通过溶液聚合合成了一种梳状复合型高分子光稳定剂P(HAPBT-co-MTMP-co-OA-co-m PEGA)。采用红外光谱、核磁共振、热重分析对高分子光稳定剂进行了表征,结果表明,高分子光稳定剂的热分解温度明显高于中间体(2',4'-二羟基苯基)-2H-苯并三唑(DHPBZ)的分解温度。将该光稳定剂应用到PP/剑麻纤维(SF)与PE/SF复合材料中能提高其抗紫外老化性能。通过测试复合材料老化前后的拉伸性能、接触角、羰基指数、乙烯基指数、水萃取损失率、热迁移损失率、扫描电镜等研究了光稳定剂的稳定化效果,并与低分子紫外线吸收剂UV-P的应用性能进行对比。结果表明,老化50 d后,添加高分子光稳定剂的PP/SF和PE/SF复合材料拉伸强度保持率分别比其空白复合材料少下降了37.41%和38.17,而添加UVP的PP/SF和PE/SF复合材料的拉伸强度保持率分别比其空白复合材料少下降了12.72%和12.85%。添加高分子光稳定的PP/SF和PE/SF复合材料羰基指数分别增加了0.033和0.018,乙烯基指数分别增加了0.07和0.039,增加幅度均较小;接触角测试结果表明无论是否添加光稳定剂的PP/SF和PE/SF接触角均随老化程度的加深而降低,但添加光稳定剂的复合材料接触角降低幅度明显低于空白复合材料;扫描电镜显示光稳定剂的加入使材料老化后表面裸露出剑麻纤维的表面积相对较小,产生的裂纹也较少;高分子光稳定剂具有优于UV-P的耐热水萃取与耐热迁移性能。

纤维及混杂纤维增强膨胀混凝土耐久性研究

研究了聚丙烯 (PP)纤维、聚乙烯醇 (PVA)纤维及聚丙烯和聚乙烯醇混杂纤维增强膨胀混凝土的抗渗、抗冻、耐磨等耐久性能和变形特性。结果显示 ,纤维及混杂纤维能显著提高膨胀混凝土的抗渗、抗冻和耐磨性能 ,且混杂纤维优于单一纤维 ,纤维对膨胀混凝土的膨胀有一定的约束作用。分析认为 ,纤维与微膨胀复合能有效改善混凝土的内部结构 ,减少由变形变化引起的混凝土原生缺陷 。

PEG-ZnO-PP复合抗静电剂及其对聚丙烯纤维的改性

选用相对分子质量分别为10 000和20 000的聚乙二醇(PEG 10000,PEG 20000)与氧化锌(ZnO)、马来酸酐(MAH)混合,再与聚丙烯(PP)共混,制备复合抗静电剂(PEG-ZnO-PP),然后将其与PP共混纺丝,制得共混纤维。研究了PEG-ZnO-PP复合抗静电剂的流动性和热性能,考察了共混纤维的力学性能和抗静电性。结果表明:复合抗静电剂的流动性和热性能因PEG的相对分子质量不同而有所不同,含PEG 10000的复合抗静电剂的流动性能较好,且其熔融热焓、熔融结晶温度、结晶放热高于含PEG 20000的复合抗静电剂。共混纤维力学性能和静电半衰期随复合抗静电剂含量的增加而减小,含PEG 20000的共混纤维抗静电效果更好。

涤纶湿法成网过滤材料的开发与性能研究

以涤纶、聚乙烯/聚丙烯并列复合纤维(ES纤维)及涤纶浆粕为原料,采用湿法成网、热轧加固工艺制备液体过滤材料,以涤纶含量、热轧温度、热轧时间为因素设计正交实验方案,设定材料面密度为100g/m^2左右,研究了各因素对过滤材料性能的影响。结果表明:热轧温度和涤纶含量分别对过滤材料的厚度和面密度的均匀性影响最大;热轧温度对过滤材料的强力影响最大,热轧时间影响最小,当涤纶质量分数为80%,热轧温度为165℃,热轧时间为4 min时,所制得的过滤材料的强力最大为258.0 N,所有过滤材料试样的强力均能满足对液体过滤材料的强力要求;当涤纶质量分数为60%,热轧温度为150℃,热轧时间为4min,过滤材料的过滤效率最高为91.9%,过滤精度为4μm,有效孔径O95最小为3μm。9种试样都能达到对粒径大于等于5μm的过滤精度,有效孔径O95均小于等于5μm。

三元共混抗静电聚酯的制备及其纤维性能的研究

本文研究了聚对苯二甲酸乙二酯(PET)-聚乙二醇(PEG)嵌段共聚物的合成,并利用红外、热重分析(TG)等手段对所制备的共聚物进行了表征,而后用扫描电镜及相差显微镜对由PET、PEG和嵌段共聚醚酯所形成的三元共混物及由它制成的纤维进行了相态结构的研究,测定了此三元共混纤维的抗静电性指标。实验表明:分子量为20 000的PEG能与低分子量的PET在常规聚合条件下反应生成嵌段共聚物。在PET/pEG共混物中加入一定比例的上述嵌段共聚物,可使共混物中分散相粒子变小,分散均匀性提高,且三元共混纤维的抗静电及其耐久性也相应地得到改善。

并列复合纤维热收缩差异的形成与控制

选用高收缩聚对苯二甲酸乙二醇酯-1(HSPET-1)与聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、高收缩聚对苯二甲酸乙二醇酯-2(HSPET-2)与共聚醚酯(COPEET)作原料,经过纺丝、拉伸及热定型工艺分别制备了HSPET-1/PTT和HSPET-2/COPEET并列复合纤维,探讨了双组分并列复合纤维热收缩率差异的形成与控制。结果表明:双组分适宜的玻璃化转变温度和冷结晶温度是制定并列复合纤维加工工艺条件的基础;拉伸-定型工艺是决定并列复合纤维双组分取向和结晶结构差异的重要手段;HSPET-1/PTT复合纤维的熔融热焓为65.06 J/g,与HSPET-1和PTT单组分纤维的熔融热焓的加权平均值接近;双组分收缩率的差异是并列复合纤维受热过程中形成三维立体卷曲结构的推动力,这种热性能的差异决定着并列复合纤维的卷曲弹性;随着热定型温度升高,纤维的断裂强度和断裂伸长率增大,卷曲弹性率提高。

纤维种类对混凝土的抗冻性能的影响

为研究聚乙烯纤维和聚丙烯纤维对混凝土的抗冻性能的影响,分别制备了聚乙烯纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土和聚乙烯-聚丙烯纤维混凝土试件,对其进行了0、50、100次的冻融循环试验。并以混凝土的弹性模量和抗压强度作为指标对性能变化进行评价。在冻融循环100次后对分别静置0、7、14 d后的聚乙烯-聚丙烯纤维混凝土试块再次进行性能测试。通过试验得出:(1)双掺纤维混凝土的弹性模量和抗压强度要好于单掺纤维混凝土。(2)在单掺纤维混凝土中,聚丙烯纤维对混凝土性能的提升要好于聚乙烯纤维。(3)冻融循环次数和静置时间对混凝土的弹性模量和抗压强度有着很大的影响。冻融循环次数的增加会显著降低纤维混凝土的两种性能,静置时间在0-7 d内会显著降低纤维混凝土的两种性能。

海岛复合超细纤维的纺丝工艺探讨

采用特性粘数0.70dL/g以上的水溶性聚酯(COPET)为海组分,半消光聚酯(PET)为岛组分进行纺丝,得到海岛复合超细纤维,探讨了纺丝工艺对纤维染色性能的影响。结果表明:应严格控制干燥条件及纺丝组件工艺,干切片含水量小于30μg/g,岛组分与海组分粘度差0.02dL/g,COPET纺丝温度273～286℃,PET纺丝温度289～295℃,冷却吹风速率0.45～0.50m/s,吹风温度18～20℃,卷绕速度3300m/min,可得到染色性能好的海岛复合超细纤维。

低中空高回弹三维螺旋卷曲纤维的制备及性能研究Ⅱ.拉伸工艺研究

将特性黏数差为0.064 dL/g的高、低黏度聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制备的双组分并列复合中空纤维原丝进行拉伸制得拉伸丝(DT丝),对DT丝的拉伸工艺进行了研究,得到了低中空高回弹三维螺旋卷曲纤维的最佳拉伸工艺条件。结果表明:DT丝的三维卷曲性能和拉伸方式、拉伸倍率及其分配密切相关,采取二步拉伸、一级拉伸倍率较大、二级拉伸倍率为1.05~1.10可以使原丝的三维螺旋立体卷曲能力充分体现;最佳拉伸工艺为一级拉伸温度85℃,二级拉伸温度130℃,热板定型温度145℃,一级拉伸倍率4.0,二级拉伸倍率1.05,在此工艺条件下制得的低中空高回弹三维螺旋卷曲纤维的断裂强度为4.19 cN/dtex,断裂伸长率为15.9%,卷曲数(25 mm)为12.8,卷曲度为18.5%,卷曲弹性率为86.5%,卷曲回复率为15.1%。

塑料扁丝生产过程中冷却工艺条件的探讨

根据热传递原理，建立了水浴式冷却挤出平膜的数学模型，并据此讨论了扁丝生产过程中聚丙烯（ＰＰ）和高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）对冷却水温度和冷却水流速的要求，在给定条件下确定了其合理的工艺参数。

玻纤增强阻燃PET工程塑料的性能

将溴化聚苯乙烯(BPS)和三氧化二锑(AO)作为协效阻燃剂,利用熔融共混法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃复合材料,考察了其阻燃性能和力学性能。结果表明:复合阻燃剂BPS/Sb203添加量为10%就能达到垂直燃烧的V-0等级,氧指数达到25.4%,但会引起力学性能的大幅下降。为了改善力学性能,选取复合阻燃剂含量为10%的样品,添加质量分数分别为10%,20%,30%的GF进行增强,同时进行了力学性能测试,并通过DSC、SEM考察了试样的结晶行为及断面的微观形貌,结果表明:随着GF含量的增加,材料的力学性能得到了较大幅度的提高。