热塑性黏结纤维增强对位芳纶纸的研究

针对对位芳纶纸强度低的特性,本试验着重研究了一种新型热塑性黏结纤维Y对芳纶1414纸基复合材料物理强度、介电性能及纸张表面的影响,通过设计正交实验,探讨了热压工艺对复合对位芳纶纸的增强效果。结果表明,在黏结纤维Y用量为10%时(对总的绝干纤维量),芳纶1414纸基复合材料可以达到较为理想的增强效果,在此条件下制得的对位芳纶纸主要强度指标分别为抗张指数77.03N.m/g,撕裂指数24.10mN.m2/g,伸长率1.75%,耐电压强度16.33kV/mm,300℃下纸张热失重为9.01%。另一方面,复合对位芳纶纸的正交热压实验表明,对于成纸的机械强度和介电性能,预热温度为最主要影响因素,热压压力和压辊转速次之,热压次数影响相对较小;复合对位芳纶纸最佳热压工艺条件为:预热温度180℃,热压压力14MPa,热压次数1次,辊子转速1r/min。     

对位芳纶纳米纤维用量对对位芳纶纸结构及性能的影响

本研究以原位聚合法制备的对位芳纶纳米纤维及市售对位芳纶沉析纤维为黏结纤维,分别与对位芳纶短切纤维混合,通过湿法抄造制备对位芳纶纸（纳米纸和沉析纸）。详细研究了2种不同原料及其用量对纸张结构及性能的影响规律,并对作用机理进行了探讨。结果表明,采用对位芳纶纳米纤维制备的纳米纸在纸张匀度、机械强度、电气绝缘强度等方面均优于对位芳纶沉析纤维制备的沉析纸。黏结纤维含量均为40%时,纳米纸抗张指数比沉析纸提高了44%,撕裂指数提高了57%,电击穿强度提高了80%。这种差异主要来源于对位芳纶纳米纤维具有更高的表面活性,以及由此产生良好的可加工性及二次组装性能。     

对位芳纶纸性能研究

针对对位芳纶纤维(PPTA)的抄造性能,研究了浆粕纤维与短切纤维的纤维形态、纤维配比以及抄造方式对成纸性能的影响,并添加间位芳纶沉析纤维与PPTA配抄来探讨对位芳纶纸的性能。实验结果表明,采用层合法成形,PPTA浆粕纤维与短切纤维质量比为7∶3时,成纸性能达最佳值,并且添加沉析纤维可以明显增强对位芳纶纸的机械性能。     

对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料结构和性能的影响

对位芳纶沉析纤维是一种采用物理沉析法制备而得的新型芳纶纤维,为解析这种纤维的形态特征与其芳纶纸基材料(对位芳纶沉析纤维和对位芳纶短切纤维组成)结构和性能之间的相关性,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)表征了该纤维的表观形貌;通过纤维质量分析仪(Morfi Compact)分析了该纤维的形态参数;利用压汞仪(MIP)测定了芳纶纸基材料的孔隙结构参数;并探讨了对位芳纶沉析纤维对芳纶纸基材料孔隙结构和物理性能的影响。结果表明,对位芳纶沉析纤维呈薄膜褶皱状、形态细小、表面粗糙、易于分散;纤维质均长度为0.479 mm,细小纤维含量为71.9%,尺寸均一性好、细碎化程度高,利于芳纶纸基材料的复合增强;对位芳纶沉析纤维能显著改善芳纶纸基材料的结构,直接影响其机械性能和绝缘性能,最佳含量应为70%左右。     

对位芳纶纤维的动态力学分析

基于对对位芳纶纤维及对位芳纶纸进行动态力学分析,探究了对位芳纶纤维在一定频率的交变力作用下的应变行为及纸基材料内部分子的运动。研究表明,温度由低到高时,对位芳纶纸基材料经历了玻璃态、高弹态、黏流态3种不同的状态;由于结晶度较高的对位芳纶短切纤维的贡献,配抄纸样的初始储能模量高于纯浆粕纤维;热压可以使芳纶浆粕纤维发生重结晶,提高结晶度,有利于改善纤维的储能模量;通过动态力学温度谱图,可以从微观角度说明抄造芳纶纸用的对位芳纶短切纤维和对位芳纶浆粕纤维的共混性很好。     

提高芳纶纤维纸性能的方法

对位芳纶纤维在纸页抄造过程中极易絮聚,而影响纸页匀度和成纸性能。本文对影响对位芳纶纤维纸性能的因素进行分析,同时提出了改善芳纶纸性能的方法,如优化短切纤维长度、提高纤维表面润湿状态、添加分散剂等,均可显著改善芳纶纸成纸匀度和性能。     

改性酚醛树脂对芳纶1414纸基复合材料的增强作用

树脂增强是一种有效增强对位芳纶纸的方法。而增强树脂本身特性以及与纤维基体之间的相容性和黏结性是该增强技术的关键所在。针对对位芳纶纸的增强特性,本试验选用3种改性酚醛树脂增强剂制备芳纶1414特种纸基材料,初步探讨浸渍树脂特性、浸渍方式及固化工艺对纸页机械强度和介电性能的影响。在优化条件下增强制备的特种纸基材料各性能指标分别为:抗张指数109·75N·m·g-1,撕裂指数25·38mN·m2·g-1,拉伸率1·91%,耐压强度21·15kV·mm-1。     

对位芳纶沉析纤维及其纸基材料性能的研究

采用扫描电子显微镜、比表面积仪、纤维形态分析仪、X射线衍射仪等对比分析了对位芳纶沉析纤维和对位芳纶浆粕纤维的微观形貌、形态参数、结晶结构以及成纸性能。实验表明,与对位芳纶浆粕纤维相比,对位芳纶沉析纤维呈非粒状且尺寸较小,外形上既像皱膜又像薄片,表面活性高,比表面积大,达到7.35 m2/g;纤维细碎化程度高,长度均一性好,柔软性好,强韧性高;结晶度为28.55%,具备细微丝晶结构,有利于成纸的匀度和强度;配抄成纸机械强度和电气性能均高于对位芳纶浆粕纤维配抄的纸。     

对位芳纶纤维纸的增强工艺

对位芳纶纤维具有的刚性分子链结构以及表面化学惰性导致其力学机械性能较差。研究发现:芳纶浆粕的打浆能改善芳纶纸的成纸性能,间位芳纶沉析纤维本身具有较高的机械强度和较好的电绝缘性能,添加间位芳纶沉析纤维作为粘结纤维可有效改善对位芳纶纤维纸的抄造性能,当沉析纤维含量为30%左右时,纸张经过热压机高温高压作用,两种纤维更易熔粘,使纸张产生较高的物理性能和电气性能。     

聚酰亚胺树脂提升对位芳纶纸性能研究

对位芳纶纤维分子链刚性结构以及纤维表面化学惰性导致纤维间的结合力较差,进而导致其机械性能较低。本实验利用高强、高模、耐高温性能优异的聚酰亚胺树脂溶液浸渍对位芳纶原纸,以此来增强对位芳纶纸基材料的力学性能及耐热性能。实验结果表明,浸渍后纸页抗张、撕裂指数比未经处理的纸样绝对值分别增大了32.9%和54.2%。XRD分析表明,浸渍后纸页的结晶度增大,这将有利于在纸页热压后提升其物理性能。SEM图显示由于聚酰亚胺树脂溶液的浸渍作用,对位芳纶浆粕和短切纤维在纸页的表面分布更加均匀,起到增强效果。TG分析表明,经过浸渍处理后,对位芳纶纸的最初分解温度达到500℃,显著提升了其耐温性能。     

玻璃纤维/涤纶混杂热塑性机织复合材料的制备及其性能

为研究复合材料中丙纶(PP)体积含量对板材厚度、截面形貌、树脂浸渍增强纤维的效果以及板材拉伸性能的影响,利用PP作为基体,玻璃纤维(GF)和涤纶(PET)作为增强纤维织成机织平纹预制件,采用层合热压法制备热塑性复合材料板材,并对复合材料板材进行性能测试.结果表明:随着PP体积含量的增加,复合材料板材的厚度呈明显下降趋势...     

芳纶纤维与浆粕材料界面结构的TEM表征

采用透射电镜（TEM）对芳纶纤维/浆粕界面特征进行表征,探讨了界面微观结构与芳纶纸基材料综合性能的相关性。TEM观察结果表明,不同制造工艺的纤维,其微细纤维的精细程度有较大差异;热压过程并没有使得芳纶微纤维间熔融为一体,而是在纤维与基体间形成一个相互交叉的过渡区界面。界面的结构也不尽相同,纤维与浆粕间界面结构或形成镶嵌的＂钉扎型＂,或形成＂间隙型＂界面。这些结构对纤维与浆粕间的结合性能造成明显差异,因而对纸张物理性能也有明显的影响。     

特性黏度法快速确定芳纶短切纤维和沉析纤维的配比

利用一点法快速地测定了芳纶纤维溶液的特性黏度,通过考察纤维混合溶液的特性黏度与其组分配比之间的关系,提出了一种通过测定特性黏度确定芳纶纤维混合物中短切纤维和沉析纤维配比的新方法。该方法简单易行,高效快捷,不仅适用于确定间位芳纶纤维混合物的组分配比,也同样能够有效地确定间位和对位芳纶纤维混合物的组分配比。     

Development and characterization of jute/polypropylene composite by using comingled nonwoven structures

High melt viscosity of thermoplastic matrices hinders the impregnation of fibers and their consolidation during fabrication of composites. In the present study, matrix (polypropylene) and reinforcement (jute) fibers were comingled at fiber to fiber level (fiber to matrix ratio of 30, 40, 50 and 60%) while making their nonwoven fabrics using dry laid process. Thermoforming process, in which polypropylene fibers are used and then melted for the development of composite plates. The results showed that the composite samples with 0.30 fiber volume fraction have higher mechanical properties (flexural, impact energy), while samples with 0.40 fiber volume fraction have higher tensile properties (tensile strength and modulus) due to good impregnation of fiber and better fiber-matrix interface. The composite having 0.30 fiber volume fraction has lowest value of moisture regain and diffusion coefficients than the other samples. Voids present in the microscopic images also confirmed the weak interface, when the fiber volume fraction increased up to 0.60.     

玻璃纤维/聚丙烯纤维增强热塑复合材料的制备及其性能

为获得高质量比和高取向度的长纤维增强热塑性复合材料,通过牵切工艺将玻璃纤维和聚丙烯纤维混合成为须条,将须条正交铺层后用热压方法制备玻璃纤维/聚丙烯长纤维热塑性复合材料,然后对复合材料的形貌、力学性能和动态力学性能进行测试和分析。结果表明:复合材料中玻璃纤维的平均长度为22.9 mm,质量分数为45.73%,纤维伸直度高,取向度高,分散性好;基体材料能够充分浸润玻璃纤维,复合材料具有较小的孔隙率,其值为1.58%,且该复合材料比挤出模压得到的复合材料具有更好的力学性能;复合材料的玻璃化转变温度为73.4 ℃,在温度为150 ℃时,能够保持较高的储能模量和较小的损耗因子,具有良好的热力学性能。     

醚化改性木浆纤维增强辊压法烟草薄片的研究

辊压法工艺是制备新型烟草薄片的重要方法之一。添加木浆纤维是增强辊压法制备烟草薄片的主要方式,但因其分散性差而减弱了增强效果。本研究将醚化改性的木浆纤维添加到烟草薄片中,以提升烟草薄片的强度,同时比较了未处理纤维、打浆处理纤维和醚化改性纤维的增强效果。结果表明,相比未处理的木浆纤维和打浆处理的木浆纤维,醚化改性木浆纤维可以均匀地分散在烟草薄片中,且呈现出更好的增强效果。当纤维添加量为2. 5%时,添加醚化改性木浆纤维烟草薄片的抗张强度可以达到1920 N/m,是未添加木浆纤维烟草薄片的5. 4倍(355 N/m)、添加等量未打浆处理木浆纤维烟草薄片的3倍(655 N/m)以及添加等量打浆处理木浆纤维烟草薄片的2. 3倍(852 N/m)。     

间位芳纶纤维悬浮液的屈服特性及其与成纸匀度关系的研究

为探究间位芳纶纤维悬浮液的絮凝特性,本研究从流变学角度出发,分别研究了单一间位芳纶短切纤维和间位芳纶沉析纤维悬浮液及两者共混悬浮液的絮凝浓度、剪切屈服应力和压缩屈服应力,同时通过湿法成形工艺探索间位芳纶纤维悬浮液的屈服流变特性与成纸匀度间的构效关系。结果表明,不同纤维配比间位芳纶纤维悬浮液的凝结点在0.37~0.68 g/L之间,悬浮液的压缩屈服应力和剪切屈服应力与纤维浓度间分别呈线性和指数函数关系;除100%短切纤维悬浮液外,在同一浓度下,间位芳纶纤维悬浮液的压缩屈服应力和剪切屈服应力均随着沉析纤维比例的增大而减小;间位芳纶纤维悬浮液Froude数随着浓度的增大而减小,对特定配比的间位芳纶纤维悬浮液,间位芳纶纸的匀度指数随着悬浮液Froude数的增大而增大。     

皮革固体废弃物中分离胶原纤维及其对麦草浆的增强作用

通过碱-机械法对皮革固体废弃物进行处理,分离提取胶原纤维。分离的胶原纤维与不同打浆度的麦草浆混合抄片,测定物理性能。研究发现,皮革固体废弃物经过碱处理后,在5000r打浆时的胶原纤维分散性能良好,胶原纤维与麦草浆混合抄纸的各项物理性能指标都得以提高。     

Effects of Coir Fiber and Maleic Anhydride Modification on the Properties of Thermoplastic Starch/PLA Composite Laminates

Coir fiber reinforced composite laminates made of poly(lactic acid) (PLA) with a thermoplastic starch (TPS) were fabricated. Modified thermoplastic starch (MTPS) was prepared by reactive blending of TPS with maleic anhydride (MA). The effect of coir fibers was of our main interest. The tensile properties, water absorption, and morphological properties of the fabricated composite laminates were investigated. The composite laminates between PLA and starch TPS were prepared using coir fiber as reinforcing core, and the physical, mechanical, and morphological properties were studied. The results suggested that the optimum fiber contents for maximum tensile strength for TPS/PLA and MTPS/PLA composites were 20 and 30 wt%, respectively. Using MA for chemical modification of TPS for PLA composites could reduce the PLA content of about 10 wt%, and improve the tensile about 20%. The volume swelling for the MTPS/PLA composites was much lower than that for the TPS/PLA composites, and the swelling reduced with increasing coir fiber content. Based on compressive strength, the pallets produced using MTPS/PLA composites showed a high potential to replace the commercial urea-formaldehyde/PLA composites. It clearly appeared that MA modification to TPS not only improve the mechanical properties of fiber reinforced PLA composites, but also made the PLA composites bio-degrade more quickly.