PLAP黄麻多层复合材料的工艺优化及力学性能

 为较全面了解复合材料主要成型工艺参数对其力学性能的影响,采用正交试验法、方差分析法和层次分析法对可降解PLAP黄麻多层复合材料成型结构设计和工艺参数进行研究,探讨了6 个主要因素如纤维的配比、材料的层数、铺向角以及成型温度、压强、时间等工艺参数对复合材料力学性能的影响程度和显著性。结果表明,成型温度、铺向角和PLA 与黄麻纤维的配比对复合材料的力学性能影响显著,材料的层数和成型时间对力学性能的部分指标有影响,而成型压强对力学性能指标几乎没有影响,并给出复合材料的最佳成型工艺条件。     

等离子体改性芳纶及其针织物复合材料制备

为了提高芳纶纤维在复合材料中与树脂基体的界面黏结性,本文采用等离子体技术对芳纶纤维进行改性。通过单因素试验和正交试验优化了等离子体改性工艺,将改性后的芳纶纤维织造成针织物后用于制备复合材料,并对复合材料的拉伸性能进行了测试。结果表明,等离子体处理最优工艺为处理功率为150 W、压强为60 Pa、时间为120 s,以改性后的芳纶纤维编织的针织物为增强体制备的复合材料,抗拉强度纵向提高49%,横向提高33%。     

黄麻/豆腐渣/淀粉复合材料的制备及其性能

以黄麻纤维为增强体,经NaOH改性后的豆腐渣/淀粉混合溶液为基体,通过湿法模压制备黄麻/豆腐渣/淀粉复合材料。利用正交试验设计方案研究了豆腐渣/淀粉复配比、黄麻纤维含量、热压温度、热压强度、热压时间对复合材料板材拉伸性能和亲水性能的影响。结果表明：当豆腐渣/淀粉复配比为3、黄麻纤维含量为20%、热压强度为6Mpa、热压温度为80℃、热压时间为2min时,复合材料板材的拉伸断裂强度最优。试验所制备的复合材料片材亲水性较好,表明其具有较差的耐水性能。     

苎麻纤维胺化改性对其染色性能的影响

利用三乙醇胺、二甲胺和乙二胺3种胺类化合物对苎麻纤维进行改性,改善苎麻纤维的染色性能。通过考察活性染料对改性苎麻纤维的上染率和固色率,确定了3种胺类化合物对苎麻改性的工艺条件。三乙醇胺最佳改性工艺：温度80℃,浓度1．2mol／L,时间120min,介质50％乙醇;二甲胺最佳改性工艺：温度60℃,浓度1．2mol／L,时间120min,介质50％乙醇;乙二胺的最佳改性工艺：温度40℃,浓度0．6mol／L,时间90min,介质50％乙醇。结果表明,胺化改性可以显著提高苎麻纤维的染色性能。     

精细化黄麻纤维毡增强PLA复合材料的制备及其力学性能

通过模压成型工艺制得了精细化黄麻纤维毡增强聚乳酸（PLA）的复合材料。对成型工艺参数进行了初步的探索，并对材料的力学性能、拉伸断口进行了测试与分析。研究结果表明，在压强12MPa、模压时间25min、模压温度155℃时，纤维体积分数为40％复合材料的综合力学性能最好。断口分析发现，黄麻毡内纤维与PLA基体的界面粘结性并不好，在后续的研究中，需要对纤维做表面处理。     

影响PLA/黄麻复合材料降解性的工艺因素

采用正交试验法对PLA／黄麻复合材料的成型工艺参数进行研究，探讨了纤维配比、成型时间和成型温度对复合材料降解性能的影响程度。结果表明，PLA／黄麻复合材料的成型温度对其降解性能影响最大，其次是成型时间，纤维的配比影响最小。有利于PLA／黄麻复合材料降解的最佳工艺条件为成型温度210℃，成型时间8min，纤维配比m（PLA）。m（黄麻）为20：80。     

苎麻纤维碱-尿素改性工艺的研究

以苎麻纤维为试验原料,设计正交试验和单因素试验,探讨苎麻纤维碱-尿素改性工艺中Na OH质量分数、尿素质量分数、试验时间和浴比对纤维弯曲模量的影响。通过对测试数据进行分析,结果显示:正交试验得到碱-尿素改性工艺中的影响因素对纤维弯曲模量的影响显著性不同,其中Na OH质量分数的影响显著性最大,浴比的影响显著性最小。单因素试验得到碱-尿素改性工艺中的影响因素中苎麻纤维弯曲模量的影响规律也有差异,其中纤维的弯曲模量随着Na OH质量分数、尿素质量分数和试验时间的增加而逐渐减小,但是纤维的弯曲模量随着浴比增加却呈现增大的趋势。     

苎麻/聚丙烯针织复合材料层界面的研究

选用苎麻/PP纱在G12的手摇横机上编织罗纹半空气层组织预制件,经不同方法对预制件进行改性处理,在模压温度185℃,模压压力10 MPa,模压时间10 min的条件下热压成型制得复合材料,并测试复合材料的横纵向拉伸性能和冲击性能。结果表明:经NaOH溶液处理,NaOH质量分数为8%时复合材料拉伸性能和冲击性能最佳;经CTAB溶液处理,CTAB质量分数为2%时复合材料拉伸性能和冲击性能最佳。     

热压与真空辅助联合工艺制备非织造布复合材料及其性能研究

基于管状纺织复合材料在翻衬过程中要求承受复杂的应力与应变,对非织造布复合材料的研制工艺和性能进行了探讨。以压强、温度和时间3因子正交试验研究了热压复合工艺,探索了树脂配比和固化时间对真空辅助成型(VARI)工艺的影响,最后采用热压复合和VARI联合工艺制备了非织造布复合材料并对其进行了表征。结果表明:热压成型工艺的最佳工艺为压强5 MPa、温度为140℃、时间为90s;树脂、固化剂和稀释剂的质量比为100∶80∶20;非织造布复合材料的断裂应力达到了21 MPa以上,即表明非织造布复合材料研制工艺设计的合理性。     

超临界流体技术在苎麻织物中的应用研究

对影响超临界CO2流体处理苎麻纤维的因素，如温度、压力、时间以及助溶剂进行正交试验，对处理后的苎麻纤维的含杂情况、微结构、机械物理性能和热稳定性等性质作了测试分析。结果表明，超临界CO2流体处理苎麻织物的最佳工艺条件为：工作温度120℃、压力25MPa、时间40min、助溶剂0．1％。该处理可改善苎麻纤维的性能，提高其膨胀性，有利于后续加工，并为其进一步改性打下基础。     

艾叶天然色素应用于苎麻纤维染色的研究

通过设计正交实验,得到优化的微波法提取艾叶色素的工艺为:料液比1∶15、微波功率560 W、处理时间2 min;对苎麻纤维进行阳离子改性,得到优化的改性工艺为:改性时间50 min、改性温度50℃、改性剂用量15 g/L、烧碱用量10 g/L;用艾叶色素上染阳离子改性的苎麻纤维,设计4因素3水平正交实验,采用一浴二步后媒染法进行染色实验,得到优化的染色工艺为:染色温度60℃、染色时间30 min、染液pH=5、艾叶色素提取液用量70 mL。     

西安工程大学科研成果展示

正项目名称:苎麻纤维改性的遗态功能复合材料调控制备及基础应用项目简介:将苎麻纤维形貌结构引入材料设计和制备中,并基于苎麻纤维采用纺织改性技术易于实现"结构可调"和"遗态可控"的理念,提出了通过"模板整理改性技术来调控遗态材料性能"的新型工艺方法。探索了采用苎麻纤维为同一种模板材料,先后经整理改性预处理调控、模板替代和模板转化工艺控制,制备了独具苎麻纤维微观形态的SnO_2、SiC和SnO_2/C 3种遗态功能材料。     

碱-尿素化学改性对苎麻纤维强伸性的影响

为研究碱-尿素化学改性工艺对苎麻纤维强伸性的影响,以碱在改性液中的浓度、尿素在改性液中的浓度、浴比和浸碱时间为因素,设计了四因素三水平的正交实验,对苎麻纤维进行碱-尿素化学改性处理,并测试改性后苎麻纤维的强伸性能。测试结果表明,经碱-尿素改性后,苎麻纤维的断裂强度减小,断裂伸长率变大。碱在改性液中的浓度对苎麻纤维的强伸性影响最大,其次是浸碱时间。浴比和尿素在改性液中的浓度对苎麻纤维强伸性的影响较弱。     

改性苎麻纤维与羊毛同浴染色研究

选用氢氧化钠和SA12分别作为苎麻的碱处理剂和阳离子改性接枝剂,对精干麻碱处理后进行阳离子改性处理,并用酸性染料染色.探讨了染色温度、酸洗工艺对改性苎麻纤维染色性能的影响,确定了毛麻同浴染色工作曲线.试验结果表明,酸洗可以减缓碱改性苎麻阳离子接枝改性的速度,使在苎麻上接枝的阳离子基团分布均匀;分时段升温的方法使染色性能略有差异的改性苎麻和羊毛的得色率趋向一致,实现毛麻的酸性染料同浴染色.     

制备工艺对黄麻纤维针刺非织造布增强PHBV复合材料力学性能的影响

将黄麻原麻通过碱处理后,制备成黄麻纤维针刺非织造布,再采用热压工艺制备成黄麻纤维针刺非织造布增强PHBV复合材料。选取黄麻纤维质量分数、热压温度、热压压强、热压时间4个工艺参数,探讨其对黄麻纤维针刺非织造布增强PHBV复合材料的性能影响。经测试分析得出最佳工艺参数为:黄麻纤维质量分数为40%、热压温度为170℃、热压时间为5 min、热压压强为11 MPa。在此工艺下制备的黄麻纤维针刺非织造布增强PHBV复合材料的拉伸断裂强度达到79.483 MPa。     

热压成型工艺对黄麻／大豆分离蛋白复合材料降解性能的影响

采用热压成型工艺制备黄尉大豆分离蛋白完全可降解复合材料,利用正交试验以质量损失率和拉伸强度损失率为优化指标,研究热压成型工艺因素——成型温度、成型压强和成型时间对复合材料降解性能的影响。试验结果表明,黄彬大豆分离蛋白复合材料的成型温度对其降解性能影响最大,成型压强和成型时间影响较小;在成型温度100℃、成型压强9MPa...     

PLA/苎麻与PVA/苎麻复合材料的制备及其力学性能研究

采用碱-硅烷偶联剂表面复合改性处理,以苎麻织物作为增强材料,分别以聚乳酸(PLA)和聚乙烯醇(PVA)为基体,经过层合热压制备出环保的苎麻织物增强复合材料,对其进行拉伸、弯曲测试,并用SEM进行表征。结果表明,PLA/苎麻、PVA/苎麻复合材料拉伸强度、弯曲强度相比未经表面改性处理复合材料,其提高幅度分别为44.42%、31.45%、35.88%、18.47%。PLA/苎麻、PVA/苎麻增强复合材料纬向拉伸强度和弯曲强度大于经向;SEM结果表明:改性处理后,苎麻纤维表面干净、杂质少,复合材料的界面结合效果较好。PLA基体相较于PVA对苎麻的浸润效果较好。拉伸断裂方式均为韧性断裂,断口参差不齐。     

玄武岩纤维增强复合材料的制备及有限元分析

选取玄武岩纤维作为增强材料,聚丙烯(PP)为基体材料,采用模压工艺制备复合材料。采用单因子试验法研究了温度、压力及保压时间对玄武岩/PP复合材料力学性能的影响,结果表明:不同工艺条件对复合材料的力学性能有很大的影响,在成型温度190℃、成型压力10 MPa、保压时间10 min时制备的复合材料力学性能最佳,此时拉伸强度为267 MPa。运用有限元分析软件对最佳工艺条件下制备的复合材料进行拉伸过程计算机模拟,得出材料的模拟拉伸变形图,并与实际拉伸情况进行对比。有限元模拟表明,断裂发生在试件的平直段端部附近,采用此最佳工艺制备玄武岩/PP复合材料具有可靠性。     

苎麻原长纤维和短切纤维对其复合材料力学性能的影响

选取了不同脱胶状态的苎麻原长纤维和短切纤维作为增强材料,以环氧树脂为基体材料,经树脂传递模塑工艺制成复合材料板,并对其进行力学性能测试。结果表明,在不同脱胶状态下,与苎麻短切纤维增强复合材料板相比,苎麻原长纤维增强复合材料板的拉伸和弯曲性能更为优异,其压缩性能与短切纤维增强复合材料板的压缩性能相近。但受脱胶状态的影响,苎麻原长纤维增强复合材料板的剪切性能则不及苎麻短切纤维复合材料板。     

苎麻织物乙二胺/尿素/水混合液改性

采用乙二胺/尿素/水混合液对苎麻织物进行改性.研究了乙二胺/尿素/水不同混合比、温度、时间等因素对苎麻织物钡值的影响.正交试验表明,乙二胺浓度是最主要的影响因素,优化的改性工艺条件为:乙二胺/尿素/水混合液比例为69.23/7.69/23.08,温度30℃,时间90 min.改性后苎麻织物经X射线衍射仪测得其结晶度明显下降;活性染料对改性后苎麻织物的上染率和固色率明显提高.