从各种实验结果论证丙烯腈共聚纤维的织态结构

本文是我们前一阶段关于聚丙烯腈纤维织态结构研究工作的综合报导,从热机械分析、热溶胀应力-应变关系,动态耗损、差示扫描量热、X-光衍射峰半宽值等方面的研究结果,得出无定形和蕴晶区单相双区的结论。蕴晶区以不连续的岛屿形式分散在连续的无定形基质之中。有证据说明无定形区的大分子中存在内应力,这种内应力可因松弛、热处理而除去。热拉伸会造成蕴晶区的破坏,而松弛汽蒸定型则起与热拉伸相反的效果。     

PE,PP晶格内应力和晶胞参数变化的关系

高聚物在纺丝及后拉伸过程中,由于大分子运动缓慢,有相当一部分内应力尚未得到松弛,即被冻结在里面。本文以 PE 和 PP 为对象,采用声速法、TMA 法、密度梯度法、WAXS 法和计算机分峰技术,对这两种纤维进行分析,发现 PE 与 PP 的晶格应变相差很大。主要原因是 PE 的理论模量比 PP 大一个数量级。本文计算了 PP 的晶区模量,并与文献报道的理论模量作比较,发现有两种因素影响结晶尺寸和结晶度。本文得到的结论与文献报道的 PET,PPTA 研究结果极为相似。作者认为:品格内应力存在于各种高分子材料中,它是造成品格应变的主要原因。     

超高分子量聚乙烯冻胶纤维拉伸流变性能的研究

本文通过恒速拉伸测力仪探讨了超高分子量聚乙烯冻胶纤维的拉伸流变性质,发现它的表观拉伸粘度η_(?)与拉伸形变速率ε之间的关系曲线因温度和拉伸倍数λ的不同可分为三种类型。三种曲线均在ε=0.005s~(-1)左右发生了重大转折,说明ε=0.005s~(-1)处是聚乙烯冻胶纤维在拉伸时,大分子链缠结与解缠这对矛盾的关节点。不仅η_(?)与ε的关系曲线在此处发生重大转折,而且拉伸应力σ_(?)与ε的关系曲线也在此处出现极大值。实验还发现温度对η_(?)的影响可分为二个区。在低温区,拉伸粘流活化能E_(aⅡ)=20～50kJ/mol,对应于纤维内自由体积的收缩和无定形区的变形;在高温区,拉伸粘流活化能E_(aⅠ)=150～330kJ/mol,对应于大分子链的滑移和伸直链结晶的发展,E_(aⅠ)随拉伸倍数的上升而下降。二个温度区之间的转变温度T_D=117～123℃,它受ε和λ的影响而略有变化。λ较大时,T_D较小;ε较大时,T_D就偏向上限。     

纺丝工艺对高相对分子质量Lyocell 纤维素纤维性能的影响

使用高相对分子质量的纤维素——医用脱脂棉(铜铵法聚合度DP＝1400)为纺丝原料，N—甲基吗啉—N—氧化物(NMMO）作溶剂，采用Lyocell工艺进行纺丝制备高强高模纤维素纤维；通过正交设计和系统试验，考察了纺丝工艺参数(气隙长度，拉伸比，凝固洛浓度和喷丝板孔数)对最终Lyocell纤维机械性能的影响。结果表明，对于这一体系，纺丝工艺参数对纤维的拉伸强度、初始模量及断裂伸长率都有不同程度的影响；在工艺优化的基础上，制备出了拉伸强度8．9cN／dtex，初始模量163cN／dtex的高强高模纤维素纤维。     

HMLS纤维模量应变曲线的多项式模拟

对HMLS纤维应力应变曲线取得的关键数据点采用多项式模拟，应用误差理论检验其合理性，得到合理优化的应力应变曲线，经求导后，用MATLAB语言模拟出模量应变曲线。     

热处理对丙烯腈三元共聚纤维聚集态结构的影响

本文从热溶胀收缩,X-光衍射和机械性质几个方面,观察热处理条件对丙烯腈三元共聚纤维(PAC纤维)聚集态结构的影响.成形后的纤维经过干燥、干热定型、松弛汽蒸定型、再次热拉伸和再次松弛汽蒸定型,每一次热处理都在纤维的聚集态结构上留下印记.拉伸会降低序态,在无定形区的某些大分子链段中产生内应力,在蕴晶区造成结晶缺陷;汽蒸定型的作用则刚巧相反.联系纤维的机械性质,发现决定纤维钩强的主要因素是纤维的断裂伸长,蕴晶区的完整程度是次要的.     

聚乙烯冻胶丝萃取超拉伸的研究

通过宏观和微观两方面研究聚乙烯冻胶丝条在萃取超拉伸过程中的分子结构变化发现:超拉伸过程诱发和促进了大分子伸直链结构的形成。借助测定纤维热性能口赖曼(Raman)光谱图等来探索和描述纤维在萃取超拉伸过程中的结构及性能的变化,由此提出聚乙烯冻胶纤维萃取超拉伸四阶段变化模型。     

拉伸羊毛分子结构的显微红外光谱分析

应用显微镜偏振红外光谱法分析了拉伸羊毛纤维大分子结构的变化，通过对特征谱带的分析，得到了羊毛大分子链段结构和大分子构象随拉伸率的变化情况；由此可知，显微红外光谱具有很高的灵敏度，应用偏振显微红外光谱可以准确地对纤维大分子结构的变化进行分析和表征。     

考虑温度和加载影响的离子型中间膜拉伸力学性能

为研究温度和加载影响的离子型中间膜的拉伸力学性能,在低应变率范围内对其进行了-40 °C ~ 80 °C的单调拉伸试验以及室温下的循环加卸载拉伸试验。基于试验结果,确定了离子型中间膜的力学性能特征指标。结果表明,随着应变率的升高和温度的降低,其强度普遍提高,但极限应变有所降低;断后试件有约80%的不可恢复变形;循环加卸载拉伸曲线的包络线与其相同条件下的单调拉伸试验曲线基本一致,随卸载应变的升高,其加卸载耗能能力提高,而割线卸载模量先减小后增大。基于试验结果,给出了低应变率下的G’Sell本构关系。在此基础上,根据割线卸载模量的变化,提出了加卸载应力-应变的变模量模型,对比模型预测关系曲线与试验曲线,两者吻合较好。     

金属/PET复合材料力学性能的研究

用Instron5565万能强力机对不同金属／PET复合材料在不同温度、不同金属厚度、不同速度下进行力学性能的测试．实验结果发现，温度对金属／PET复合材料的力学性能影响最大．当超过PET玻璃化温度之后金属层对复合材料的初始模量影响显著，并且厚度在6．7μm时，对PET的初始模量贡献最大．拉伸速度增加使材料初始模量和拉伸强度增大但伸长率减小．     

再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线试验研究

完成了不同再生粗骨料取代率下再生？昆凝土的单轴受压应力-应变全曲线试验，分析了再生粗骨料取代率对再生混凝土的应力-应变全曲线形状和再生混凝土抗压强度、弹性模量、峰值及极限应变的影响．研究表明，再生混凝土的应力-应变全曲线的总体形状与普通混凝土的相似，但曲线上各特征点的应力和应变值有所区别；再生混凝土的棱柱体抗压强度与立方体抗压强度的比值高于普通混凝土；再生混凝土的峰值应变大于普通混凝土；再生混凝土的弹性模量明显低于普通混凝土．再生混凝土应力-应变全曲线的上升段和下降段可以分别用3次多项式和有理分式拟合．     

石墨混凝土应变与电导率关系的理论分析

从导电机理、比拟法及损伤三方面探讨了石墨混凝土棱柱体试件轴心受压全过程试验·分析了实测的混凝土试件变形模量应变关系上升及下降的走势与电导率应变关系走势相一致的原因·在有损伤的情况下,由于力场与电场均符合拉普拉斯方程,试件力场与电场的边界条件也一致,所以在石墨混凝土试件受荷全过程中电场力场可以相互比拟,即试验验证了比拟法的正确性·电导率这个材料的本征量与变形模量一样,可以很好地反映材料的损伤状况及破坏过程·     

Predicting the Tensile Curve of Polyester Twisted Ply Yarn under Large Deformation

Considering the changes of ply yarn 's structure parameters during the axial extension,a new model has been proposed for predicting the tensile curve of polyester twisted ply yarn under large deformation without the tensile strength tests.The relationships between the structural parameters and tensile properties under large deformation were considered.The feasibility and accuracy of the model were studied by comparing the predictive results and the experimental ones.The structural parameters in the model were acquired under every strain before rupture.The radial dimension and twist angle of the yarn were obtained by an observation platform and image processing technique.The true modulus of the yarn was obtained indirectly from the tensile data of the single yarn and the mathematical equations.The tensile curves of the yarns at different twist levels for predicting were plotted.The results demonstrated that the predicted curve tendency and the values were quite close to the experimental ones.The model exhibited a good applicability to predict the tensile curves for low and medium twist yarns.     

掺粉煤灰和矿粉的高性能混凝土轴压性能试验研究

对掺粉煤灰和矿粉的高性能混凝土试件进行了受压性能试验研究,考虑了不同粗骨料种类的影响,按照标准试验方法测定其立方体强度和弹性模量.在应变控制加载的条件下,得到了包含上升段和下降段的应力-应变全曲线、割线泊松比和体积应变等变化规律,并与普通混凝土试验的结果进行了对比.结果表明,高性能混凝土的轴压性能与普通高强度混凝土类似,骨料对混凝土的强度影响较小,而对变形和弹性模量的影响较大.     

干湿循环条件下水泥改良红砂岩土的力学特性试验研究

为研究水泥改良红砂岩土受到干湿循环作用各项力学性质的变化规律,将未改良与掺入不同水泥剂量的红砂岩土试件进行干湿循环,并开展室内三轴试验,研究干湿循环后土体应力-应变曲线、破坏面形式、峰值强度、弹性模量的变化规律。研究结果表明:水泥作为改良剂不改变红砂岩土的应力-应变曲线,但在曲线的各个阶段,水泥对红砂岩土的受力特征均有一定改善;水泥使红砂岩土的破坏形式由塑性破坏向脆性破坏转变;掺入不同剂量的水泥,红砂岩土的峰值强度和弹性模量均有明显提高。随着干湿循环次数的增加,经水泥改良的试件弹性模量和峰值强度呈先降低后提高的趋势;采用指数函数关系式对弹性模量和峰值强度进行多元非线性拟合,建立弹性模量和峰值强度关于干湿循环次数、围压与水泥剂量的关系式,拟合效果理想。     

异种组份平行组合混纤丝拉伸曲线研究

本文在混纤丝及各组份拉伸性能测试及实验结果基础上,建立异种组份平行组合混纤维在拉伸状态下的应力-应变模型,得到该模型的应力应变方程,进而模拟出应力应变曲线,与混纤丝及各组份伸实验结果对比具有较好的一致性,由此说明混纤丝总应力应变与各组份应力应变的叠加关系。     

PET/Vectra A900共混物的流变及诱导结晶行为

对PET/Vectra A900(TLCP)共混体系的流变与结晶诱导行为进行了研究。结果表明:PET/TLCP的流变行为与组成密切有关,高TLCP含量(30wt.％)的流体呈现与纯LCP相似的非牛顿流体特征并存在一定的屈服应力;低TLCP含量(5wt.％)的共混物流体则相似于纯PET的近牛顿流体的特征,但粘度有所降低,介于中间的组成随切变速率的变化呈现两个区域的流动特征。对共混体系法向应力的测定表明:第一法向应力差负值的出现与测试条件有关。在剪切条件下,由于TLCP的诱导作用,使PET在熔体状态下出现了结晶现象。     

单压下节理密度及倾角对类岩石试件强度及变形的影响

通过预制张开节理类岩石试件,在单轴压缩条件下,研究节理密度及倾角的组合作用对试件强度和变形特征的影响.试验结果表明:(1)随着节理倾角的增大,应力-应变曲线由多峰值转变为单峰值,试件脆性增强,延性减弱;(2)节理密度对当量峰值强度的影响与节理倾角大小有关,对当量弹模的影响呈"V"形变化,即当量弹模随着节理密度的增大呈现先减小后增大的变化规律;(3)当量弹模随节理倾角的增大而增大,在节理倾角为90°的时候达到最大值,为完整试件弹性模量的70％～80％;(4)节理倾角对多节理类岩石试件当量峰值强度和当量弹性模量的影响大于节理密度的影响.对试验结果进一步分析发现:节理密度及节理倾角与应力-应变曲线、当量峰值强度及当量弹性模量之间的关系,其变化规律与试件的破坏过程息息相关,其破坏模式可分为张拉破坏、剪切破坏和复合破坏.     

水-热循环花岗岩的物理力学性质试验研究

为了研究水-热循环次数对花岗岩物理、力学性质的影响,将花岗岩进行不同次数的高温-水冷循环处理,并将处理后的花岗岩在刚性试验机上进行单轴压缩力学试验.结果表明:在相同水-热循环次数下,随着温度的增加,花岗岩试样的饱和吸水率分阶段增加,峰值强度与弹性模量持续下降,变形模量下降,峰值应变呈现多阶段变化;在相同的温度作用下,随着水-热循环次数的增加,花岗岩试样的饱和吸水率逐渐增加,峰值强度和弹性模量出现先下降、后小幅上升、最后持续下降的变化现象,变形模量出现多阶段变化,峰值应变小幅度上升后下降;花岗岩单轴压缩破坏的应力-应变曲线分为4个阶段,随着温度的升高,花岗岩延性增加,应力-应变曲线幅度逐渐减小,压密阶段与累进性破裂阶段都增长,峰后曲线从光滑跌落过渡到分段跌落,随着循环次数的增加,呈现出相似变化趋势;温度的升高和循环次数的增加都导致了花岗岩内部缺陷和孔隙的增加,即随着饱和吸水率的增加,峰值强度减小,可见花岗岩的物理力学性质在不同温度、不同循环次数水-热循环后发生了不同程度的劣化.研究结果对分析花岗岩变形破坏机理以及实际工程中评价高温岩石工程的稳定性提供了一定的参考依据.