不同成型工艺棕叶纤维/PHBV复合材料的力学性能

研究了精细化棕叶散纤维/PHBV热压复合、棕叶纤维针刺非织造布/PHBV热压复合、棕叶纤维粉末/PHBV共混复合材料的力学性能。以拉伸强度、冲击强度、弹性模量、断裂伸长率为指标探讨了PHBV质量分数、热压压强的影响,并通过SEM观测了复合材料的拉伸断面形貌。结果表明:当PHBV质量分数相同时,棕叶纤维针刺非织造布/PHBV热压复合材料的力学性能最佳,且PHBV质量分数的最优值为35%;当热压压强为13.5 MPa时,热压复合材料可获得最佳的拉伸与冲击性能;棕叶纤维针刺非织造布/PHBV热压复合材料的拉伸断面光滑,少有纤维从基质中拉出;棕叶纤维粉末/PHBV共混复合材料的拉伸断面中存在一定的团聚现象,导致PHBV的包裹性变差,结合力降低。     

黄麻纤维非织造布增强不饱和聚酯树脂复合材料力学性能研究

为了探讨黄麻纤维非织造布/不饱和聚酯树脂复合材料的力学性能,将黄麻纤维通过针刺工艺制备成非织造布,并对其进行碱处理,制备了不同黄麻纤维质量分数的复合材料,测试了复合材料的拉伸弯曲性能,并采用扫描电镜测试了复合材料的断面形态,分析了黄麻纤维针刺非织造布质量分数与碱处理对复合材料拉伸强度与弯曲强度的影响。结果表明:黄麻纤维针刺非织造布对不饱和聚酯树脂的力学性能具有明显的增强效果,且随着黄麻纤维质量分数的增加,复合材料的力学性能先增加后减小,当黄麻纤维/树脂质量比为20/80时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均达到最大,其中碱处理黄麻纤维针刺非织造布增强复合材料的拉伸强度为41.78 MPa,弯曲强度为59.03 MPa;碱处理后黄麻纤维的表面性能得到改善,使得黄麻纤维与聚酯树脂的界面结合情况得到改善,从而提升复合材料的力学性能。     

黄麻纤维/ES纤维复合材料制备及力学性能分析

将黄麻纤维与ES纤维通过针刺非织造工艺制备成非织造布,再经过热压工艺制备成黄麻纤维/ES纤维复合材料,分析了黄麻纤维/ES纤维质量比和黄麻纤维碱处理对复合材料力学性能的影响。通过试验发现,复合材料的拉伸强度与弯曲强度都随复合材料中黄麻纤维的质量分数增加而呈现出先增加后减小的趋势;对于黄麻原麻/ES复合板材,比例为15/85、20/80时,其拉伸强度和弯曲强度最大,纵、横向拉伸强度达到33.69、28.43 MPa,纵、横向弯曲强度达到最大值36.28、31.75 MPa;对于黄麻碱处理/ES复合板材,比例为25/75、30/70时,其拉伸强度和弯曲强度最大,纵、横向拉伸强度最大达到41.06、39.47 MPa,其纵、横向弯曲强度达到最大值49.96、40.38 MPa。试验表明,碱处理提高了黄麻纤维和ES纤维之间的相容性,提高了界面结合强度,碱处理后的黄麻纤维增强ES纤维复合材料的力学性能优于未处理前。     

机织物与非织造布复合材料的制备及性能

选用自制的一种特殊涤纶纤维湿法非织造布和机织物分别为单层材料,采用射流缠结方法将二者复合在一起,试制出了一种新型复合材料,对其力学性能进行了测试和分析,表明复合材料比复合前的机织骨架材料具有更好的拉伸断裂性能、抗撕裂性及耐顶破性能。     

涤纶/粘胶/高亲水性涤纶水刺非织造布性能分析

本文通过将涤纶纤维与粘胶纤维、高亲水性涤纶纤维共混,制备出了高亲水性涤纶水刺非织造布,研究了不同纤维配比条件下的水刺非织造布的孔隙率、力学性能、透湿性能和亲水性能,结果表明:通过加入一定量的粘胶纤维,涤纶水刺非织造布的亲水性能大大改善,但当粘胶含量大于10%时,随着粘胶含量的增加,涤纶水刺非织造布的力学性能明显下降;高亲水性涤纶纤维的加入,能够有效防止粘胶/涤纶水刺非织造布的力学性能下降,同时赋予了产品良好的亲水性能。     

废旧针刺非织造布制备复合板材研究

采用厚度为2 mm、面密度为150 g/m2的废旧针刺非织造布作为增强材料,通过改变废旧针刺非织造布层数,分别制备纯的不饱和聚酯树脂板材及含1~4层废旧针刺非织造布的不饱和聚酯树脂复合板材,并对复合板材的拉伸、弯曲、冲击性能进行测试,研究废旧针刺非织造布层数对其力学性能的影响。试验表明,与纯的不饱和聚酯树脂板材比较,含废旧针刺非织造布的不饱和聚酯树脂复合板材的拉伸和冲击性能得到改善,但弯曲性能下降;随着废旧针刺非织造布层数的增多,复合板材的拉伸和冲击性能越好,含3层废旧针刺非织造布的复合板材的综合性能最佳。     

管道修复用涤纶/苎麻非织造复合材料拉伸强度

为减少涤纶用量以保护石油资源,制备了涤纶/苎麻混杂非织造复合材料。分析了涤纶/苎麻混杂量对非织造复合材料在管道翻衬施工及修复中拉伸强度的影响,利用复合材料混合定律和胡克定律建立了管道修复用涤纶/苎麻非织造材料内衬复合材料的理论临界混杂比和拉伸强度计算公式。结果表明:理论临界混杂比为0.177,实验所得临界混杂比在0.2附近,实验拉伸强度与理论拉伸强度的变化规律基本一致。临界混杂比和拉伸强度计算公式具有较高的实用性,可为翻衬修复受损大管径、非压力排污或排水管道的管状非织造复合材料的设计和生产加工提供参考。     

汽车内饰用阻燃针刺非织造布的性能影响因素

本文以开发汽车内饰用阻燃针刺非织造布为目的,选用阻燃涤纶纤维和热塑性PP/PE复合纤维（ES纤维）为原料,经针刺工艺和轧光工艺制成了阻燃针刺非织造布。分别对阻燃针刺非织造布进行了硬挺度、透气性、力学性能、燃烧性能和极限氧指数的测试,并详细分析了影响这些性能的原因。结果表明,随着针刺非织造布面密度的增大,针刺非织造布的硬挺度增大,力学性能提高,阻燃性能提高,而透气性下降;轧光整理使得针刺非织造布的硬挺度增大,透气性下降,力学性能提高,阻燃性有所提高。     

针刺非织造布与机织物复合材料的吸声性能研究

研究针刺非织造布与机织物复合材料的吸声性能。以3种涤纶针刺非织造布和1种机织物为试样,测试了各试样的厚度和容重,并计算了非织造布的孔隙率;采用驻波法测试各复合材料的吸声系数;探讨了复合方式、非织造布容重、非织造布厚度对复合材料吸声性能的影响;对比分析了性能较好的复合材料与玻纤吸声板的吸声性能。结果表明:以机织物为表面层、针刺非织造布为后背层的复合材料吸声效果较好,对不同频率有不同吸声性能,吸声性能优于玻纤吸声板。认为:以机织物为表面层、针刺非织造布为后背层的复合材料适用于室内装潢、汽车及高铁等中的吸声内饰。     

加捻对线密度较大涤纶单纱拉伸力学性能的影响

捻度和线密度是决定纱线强度的关键参数,也是影响织物及其复合材料力学性能的重要因素。为优化纱线的力学性能,探究捻度对涤纶单纱拉伸力学性能的影响,采用纱线加捻机对涤纶单根纤维和涤纶单纱进行加捻,通过动态热机械分析仪和电子万能拉力机分别表征涤纶单根纤维和单纱的拉伸力学性能,研究捻度与不同线密度涤纶单纱拉伸力学性能之间的关系。实验结果表明：涤纶单根纤维和单纱加捻后,他们的断裂强度均存在临界捻度,涤纶单纱断裂强力随捻度增大而先增加后减小;涤纶单纱的断裂伸长率与捻度成正相关,为加捻纱线在厚重织物等复合材料的使用提供了理论参考。     

细菌纤维素-甲壳素-玉米醇溶蛋白颗粒复合膜的制备与表征

为制备功能化细菌纤维素基复合膜,本研究以细菌纤维素（Bacterial Cellulose,BC）、甲壳素纳米纤维（Chitin Nanofibrils,CH）、玉米醇溶蛋白纳米颗粒（Zein Nanoparticles,ZN）为原料,采用高效的快速抄纸技术（抽滤与热压结合）制备BC-CH-ZN复合膜。研究BC:CH质量比、ZN添加量对复合膜结构和性能的影响。进一步在ZN中加入百里香酚（Thymol,TH）,考察TH添加量对膜的热稳定性及抗菌特性的影响。结果表明,相对于纯BC膜,当BC:CH质量比从10:0减少至5:5时,复合膜的抗拉强度（从183.45 MPa到171.38 MPa）和断裂伸长率（从2.58%到2.11%）未发生明显变化。扫描电镜、厚度、红外光谱和元素分析结果共同证实ZN能有效地包覆在BC-CH复合膜内,接触角数据变化（从49.15°增加至77.28°）表明其改善了BC膜过于亲水的缺陷。TH的加入不影响BC-CH-ZN复合膜的热稳定性,且能为复合膜提供更好的抗菌效果。因此,复合CH、ZN和TH制备BC基新型功能膜材料可以改善BC过于亲水的缺陷,为开发具有更多功能特性的BC复合膜提供指导意义。     

非织造布增强技术研究

将涤纶长丝嵌入丙纶非织造布中,通过热黏合机进行黏合处理,制得嵌丝非织造布,并测试丙纶非织造布和嵌丝非织造布的强力。试验结果表明:随着内嵌涤纶长丝密度的增加,非织造布的强力增大,且纵横向强力都获得明显提升。在非织造布中嵌入长丝的方法是一种可行的非织造布增强技术。     

表面改性处理对涤纶织物/聚氯乙烯复合材料界面性能的影响

为制备含磷无卤阻燃聚丙烯腈纤维,利用KOH 水溶液对丙烯腈（AH） 醋酸乙烯酯（VAc）无规共聚物（P（AN?co?VAc））纤维中的VAc单元进行选择性水解,再与O,O?二乙基磷酰氯进行磷酰化反应制得阻燃聚丙烯腈纤维。采用傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热和热重分析法对阻燃纤维结构及热性能进行表征,利用扫描电子显微镜对阻燃聚丙烯腈纤维的炭残渣进行分析。结果表明：随水溶液pH值的升高,聚丙烯腈纤维中VAc单元迅速水解;聚丙烯腈纤维中VAc单元的存在使共聚纤维环化放热分解峰值温度增大,当VAc单元的质量分数为30%时,可达287℃,而阻燃聚丙烯腈纤维的该温度高达340℃;阻燃聚丙烯腈纤维在800℃ 时的炭残渣量高达48%以上,远高于共聚合聚丙烯腈纤维４１％的残炭量,具有良好的成炭性。     

纺粘法非织造布服用性能研究

对6种不同面密度的纺粘法非织造布的拉伸强力、顶破强力、悬垂性、保暖性、透气性、耐磨性、折痕回复性和透水性进行测试,探讨了作为服装材料使用的纺粘法非织造布的性能要求。结果表明,聚酯纺粘非织造布具有优良的弹性和回复性,挺括,不起皱,保形性好,抗拉强力和撕裂强力等指标较高,能够满足多种用途的需求。     

大豆蛋白/谷朊粉复合材料的结构和性能

通过模压成型方法制备了一系列大豆蛋白(SP)/谷朊粉(WGP)复合材料,并研究了复合材料的动态力学性能、热稳定性、力学性能、吸水性能、微观结构和形态。结果表明:红外光谱显示复合材料中大豆蛋白与谷朊粉之间发生氢键作用;扫描电镜和动态力学分析证实,当谷朊粉含量低于28%时,大豆蛋白/谷朊粉复合材料的组织结构均匀,未出现新的损耗峰,表明谷朊粉与大豆蛋白发生共塑化、形成均相体系,且相容性良好;当谷朊粉含量为3.5%时,复合材料的热稳定性提高,并且材料的拉伸强度、断裂伸长率和断裂能分别比非复合材料增大0.33 MPa、31.21%和0.37 kJ/m2,表明复合材料的强度、延伸性、韧性改善;复合材料的2 h吸水率和24 h吸水率均减小,表明谷朊粉的加入显著提高了该材料的抗水性。     

聚乙烯亚胺/植酸层层自组装阻燃涤/棉混纺织物制备及其性能

为实现涤/棉混纺织物的环保阻燃,以聚乙烯亚胺(PEI)和植酸(PA)为原料,基于层层自组装(LBL)方法,在涤/棉混纺织物表面构建PEI/PA阻燃涂层。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、极限氧指数(LOI)测试仪和垂直燃烧测试仪等对整理前后涤/棉混纺织物的红外特征吸收、微观形貌、热稳定性和阻燃性能进行表征和测定。结果表明:采用LBL方法在涤/棉混纺织物上成功构建PEI/PA阻燃涂层;与未整理的涤/棉混纺织物相比,经过PEI/PA涂层整理后的涤/棉混纺织物LOI值可达32.3%,损毁长度降至98 mm,续燃时间和阴燃时间都为0 s,无熔滴产生,且对织物的断裂强度和白度影响较小;涤/棉混纺织物的热稳定性能得到提高,形成稳定的炭层;经20次洗涤其LOI值大于26%,表现出较好的耐久性。     

SiO2气凝胶/聚酯-聚乙烯双组分纤维复合保暖材料的制备及其性能

为开发综合性能优异的复合保暖非织造材料,以聚酯-聚乙烯(PET-PE)双组分皮芯结构复合纤维为主体,通过热风工艺,采用自然沉降法使SiO₂气凝胶粉末粘附于复合纤维表面,制得SiO₂气凝胶/聚酯-聚乙烯纤维复合非织造材料。对复合非织造材料表面SiO₂气凝胶粉末质量分数、微观结构、保暖性能、压缩回弹性能、拉伸性能、透气性能进行测试与分析。结果表明:SiO₂气凝胶粉末与聚酯-聚乙烯复合纤维可有效结合,SiO₂气凝胶粉末的加入对纤维网具有一定的支撑作用,提升了复合非织造材料的压缩回弹性能、拉伸性能,同时因增加了纤维间静止空气的含量,使复合非织造材料的保暖性能得到提升。     

利用废旧纤维制备非织造布蜂窝夹层复合材料及其性能研究

以废旧纤维非织造布为原料,设计并制备了蜂格边长分别为15、20和30 mm的三种蜂窝夹层复合材料,并对非织造布面板的拉伸和弯曲性能以及蜂窝夹层复合材料的压缩和弯曲性能进行了测试。结果表明:非织造布蜂窝夹层复合材料的平压强度、芯子平压模量以及弯曲强度、芯子剪切应力和面板应力都呈现出随蜂格边长的增大而减小的趋势,其中以蜂格边长为15 mm的材料性能最佳。与传统蜂窝结构材料比较的结果说明,废旧纤维非织造布蜂窝夹层复合材料是一种可供选择的性能良好的轻质板材,具有潜在的应用市场。