芳纶纤维与芳纶纤维纸

本文简要介绍了芳纶纤维及芳纶纤维纸的国内外发展现状、用途及芳纶纤维纸的关键制造工艺。     

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。     

基于芳纶纳米纤维的芳纶纳米纸结构与性能研究进展

芳纶纳米纤维和芳纶纳米纸作为近年来开发的新型先进纳米材料,其应用研究已成为国内外高分子纳米纤维领域的研究热点与发展趋势之一。本文对比分析了基于芳纶纳米纤维的芳纶纳米纸与传统芳纶纸在制备方法、纸张结构、光学性能、机械性能、耐温性以及绝缘性能方面的差别,探讨了芳纶纳米纸在大规模、低成本制备及应用可能存在的问题,指出了芳纶纳米纸未来发展面临的挑战与展望。     

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。     

芳纶纳米纤维涂布增强间位芳纶纸性能研究

本研究以芳纶纳米纤维(ANFs)作为自增强与结构构筑单元,研究了ANFs涂布对芳纶纸的增强效果。结果表明,ANFs发挥了独特的纳米尺度结构、大长径比与高比表面积易形成交联网络结构的优势,显著改善了芳纶纸的各项性能。与芳纶原纸相比,2.0%ANFs涂布芳纶纸(涂布量2 g/m2)的抗张强度、韧性、撕裂强度和表面强度分别提高3.5倍、14.3倍、1.2倍和1.4倍,吸水性下降18.7倍,呈现出更加致密的纸张结构与更加优异的力学性能。本研究表明芳纶纳米纤维是一种极佳的增强增韧构筑单元,在特种纸、复合材料增强等领域应用前景广阔。     

对位芳纶纸的增强方法

为了获得更高机械强度和绝缘性能的对位芳纶纸基材料,本实验采用添加热塑性黏结纤维A、间位沉析纤维,利用酚醛树脂浸渍芳纶手抄原纸的方法,来增强纸页的各项性能指标。试验结果表明,这3种增强方式可以在大大改善芳纶纸机械性能的同时,并使其具有较好的耐压强度。扫描电镜观察,增强后的芳纶纸表面更平整,这是由于热塑性黏结纤维受热熔融将对位芳纶纤维粘接起来所致。     

纳米纤维素增强芳纶云母纸性能的研究

为了改善芳纶云母纸成纸性能,研究了添加纳米纤维素(NFC)对芳纶云母纸性能的影响;同时采用单因素控制法确定NFC用量和超声波处理NFC对芳纶云母纸性能的影响,得到优化的工艺条件;并探究NFC增强芳纶云母纸的机理。结果表明,NFC添加量为10%(NFC∶芳纶∶云母=1∶2∶7)时,相比空白样,纸张抗张强度增加了447.6%,介电强度增加了6.3%;超声波处理NFC的最佳条件为:超声波功率1000 W,处理时间15 min,NFC初始浓度1.5%;相对于未经超声波处理的NFC,超声波处理NFC的NFC-芳纶云母纸的抗张强度增加了197.2%,介电强度增加了26.9%。NFC的加入填充了芳纶云母纸表面及内部的空隙,又在一定程度上减少了芳纶纤维的用量。     

芳纶纸热压过程中的现象及分析

对位芳纶纸在湿纸页成形后需要热压处理来提升其性能。本文研究了对位芳纶纸热压后纸页各项性能的变化以及热压过程中产生的各种现象并提出了改善方法;同时,借助扫描电子显微镜(SEM)研究了热压后纸页表面纤维结合状态和纸页横截面的微观结构。     

FT-IR分析芳纶纸基纤维氢键结构

高性能芳纶纤维除了刚性芳环结构贡献外,分子链之间的氢键结构也对其性能有显著影响。本研究采用傅里叶红外光谱分析方法,对比了不同芳纶纤维的红外吸收峰与吸收强度的差异性,揭示不同芳纶纤维表观结晶性能的差异性。研究结果表明:所用的3种芳纶纤维化学结构并无明显差别,而吸收强度的不同很大程度来源于大分子链之间的氢键缔合程度的不同。本方法可以应用于其他含酰胺键的聚合物纤维研究工作。     

扬声器纸质振膜材料的动态力学性能研究

利用动态力学分析仪研究了纸质振膜材料的动态力学性能,以及打浆、纸浆种类和化学助剂对纸质振膜材料的密度、弹性模量和损耗因子的影响。结果表明,无论漂白硫酸盐针叶木浆、漂白棉浆,还是未漂麻浆,随着打浆度的提高,纸页的密度、弹性模量和比弹性率均提高,而损耗因子下降,添加施胶剂和湿强剂均影响纸质振膜材料的性能。     

影响扬声器纸质振膜动态力学性能的因素

研究了不同定量、不同浆料打浆度对扬声器纸质振膜材料动态弹性模量和损耗因子的影响,并对复合纸质振膜的动态力学性能进行了研究.结果表明,随着纸张定量的增加,浆料打浆度的提高,纸张的紧度和动态弹性模量升高,损耗因子下降.纸质振膜的复合结构影响其动态力学性能,与原纸相比,干法复合导致复合纸紧度和损耗因子均升高,湿法复合使复合纸紧度降低而损耗因子升高,无论干法还是湿法复合后,复合纸的动态弹性模量变化均不明显.     

亚麻籽胶的流变性质

研究了亚麻籽胶的静态流变性质和动态流变性质.静态流变性质的研究表明:亚麻籽胶溶液是剪切变稀的假塑性流体,其表观粘度随质量分数的增加逐渐增加;温度对亚麻籽胶溶液的表观粘度的影响符合Arrhenius模型,活化能为27.48kJ/mol;pH值对亚麻籽胶溶液的表观粘度影响很大;盐的加入导致亚麻籽胶溶液的粘度降低.动态流变性质的研究表明,亚麻籽胶溶液显示弱凝胶的特性.     

破碎温度对番茄浆流变性质与果胶分子结构的影响

对在不同破碎温度下所得番茄浆的动态流变性质以及果胶物质相对分子质量的分布和大小进行了研究.结果表明随着破碎温度的增加,番茄浆中果胶物质的平均相对分子质量增加.但当破碎温度为90℃时,果胶物质的平均相对分子质量却有所下降.在80℃和85℃破碎时,番茄浆具有相当大的贮能模量,而在75℃和90℃破碎时,贮能模量值较小.贮能模量值对振荡频率具有一定的依赖性,故番茄浆表现出弱凝胶特性.贮能模量G′和损耗模量G″交汇点的位置随着破碎温度的升高向低频区移动.这说明破碎温度越高,大分子物质被保留得愈多,体系呈较强的弹性;破碎温度越低,体系中大分子物质被保留得越少,体系呈较强的粘性.     

二醋酸纤维素纤维纺丝溶液的动态黏弹性

 采用Physica MCR101流变仪考察了二醋酸纤维素（CDA）纺丝溶液浓度和温度对其动态黏弹性的影响。结果表明：在一定的角频率下,随着CDA纺丝溶液浓度的升高或温度的降低,体系的储能模量（G/）、损耗模量（G//）和复数黏度（η*）均呈现增加趋势,但损耗角正切（tanδ）逐渐降低。并且发现浓度为27.8%或者温度为59℃的CA纺丝液,随着角频率的增加,体系的G/、和G//相应增加,而tanδ和η*则随之降低。关键词 二醋酸纤维素; 动态黏弹性; 储能模量; 损耗模量; 损耗角正切; 复数黏度     

间位芳纶纸基复合材料在高温环境下力学性能研究

本研究分析了浸渍酚醛树脂对芳纶纸力学性能的影响,研究了间位芳纶纸及格壁材料在25~280 ℃范围内7个不同温度点下的力学性能,并通过格壁材料力学性能参数,预测间位芳纶纸蜂窝芯材的高温力学性能。结果表明,在常温下,酚醛树脂引入后,格壁材料拉伸模量和强度相较于间位芳纶纸分别高出1.2和1.4倍。间位芳纶纸及格壁材料均表现出优异的耐高温性能,在225 ℃时,相较于常温,间位芳纶纸拉伸强度与模量保持率分别为62.7%和77.1%,格壁材料拉伸强度与模量保持率分别为62.0%和69.0%;在280 ℃时,间位芳纶纸及格壁材料拉伸强度保持率仍有44.1%。高温下间位芳纶纸及格壁材料拉伸断口处纤维拔出较少,多为纤维断裂破坏模式。本研究提出用纸张关键性能参数预测间位芳纶纸蜂窝芯材在高温环境下力学性能,预测值与实测值数据吻合较好;常温下,间位芳纶纸蜂窝芯材异面稳定压缩模量实测值与理论值偏差7.7%,与仿真值偏差1.8%;在175 ℃时,间位芳纶纸蜂窝芯材理论模型W向剪切模量实测值与理论值、仿真值偏差分别为12.5%和3.9%。     

鲜枣整果力学特性研究及其有限元分析

为预测鲜枣在收获、贮运过程中的机械损伤,对甘肃靖远产小口大枣进行整果压缩特性研究及仿真分析。通过压缩实验,获得了不同加载速率条件下（10～30 mm/min）整果在横向和纵向上的弹性模量、破裂负载和破裂相对变形量：横向分别为：8.23～9.70 MPa、227.52～305.97 N、16.07%～17.46%;纵向分别为：10.05～11.44 MPa、288.50～383.17 N、16.33%～20.12%。通过观察鲜枣破裂特征,建立鲜枣压缩力学有限元模型,比较鲜枣在横向和纵向受压的模拟值和实验值,最大差异为11.4%。结果表明：鲜枣的抗挤压能力具有各向异性（相同压力下,鲜枣横向放置时的变形量大于纵向放置;相同压缩位移下,纵向承载压力大于横向）。在验证了仿真数值可行的基础上,利用有限元法可分析鲜枣内部应力应变的分布情况。研究结果可为鲜枣的作业装备设计以及减少其机械损伤提供理论依据。     

Selected Mechanical Properties of Pomegranate Peel and Fruit

Mechanical property data of pomegranate fruits are limited. The objective of this study was to determine the compression and cutting properties of whole fruit as well as the puncture strength of peel samples of fruit at different storage times. The results showed that storage time had a significant effect on all the properties studied in this work except for peel shear strain (p < 0.05). The whole fruit cutting energy and power, maximum cutting force, peel shear strength and strain and shear modulus showed an increasing trend with storage time. However, firmness, bioyield force, and modulus of elasticity increased and then decreased with storage time.     

苹果梨静载机械特性的研究

本实验针对苹果梨在采摘、储运及深加工的各环节中可能出现的由于砸、摔、挤压以及相互间的碰撞等机械胁迫作用造成的机械损伤以及深加工过程中的切片、压榨问题进行了静载机械特性研究。实验结果表明,果实受压时的生物屈服极限和破坏极限随压缩速率增大而相应增大;体积及成熟度较大的果实受压时均较早进入屈服状态并易发生破裂。果实肉质结构的各向异性使不同部位受压产生明显的差异性,赤道部位的抗压性明显低于果梗周围,实验结果为果实深加工机械参数的设计提供了理论基础。