牦牛绒与棉共纺技术与工艺研究

长度差异较大的纤维混纺的传统工艺一般需要在毛型或棉型系统上分别加工和纺纱,或将长纤维切断,混纺较难,资源浪费严重。本论文通过改造细纱牵伸区,辅助以错位纺技术对长度差异比较大的牦牛绒与棉纤维粗纱条进行混纺。通过实验,本次改造明显改善纱线表面性能,并且实现了在细纱机上一步纺出牦牛绒/棉混纺高支纱线。     

HFRP管约束超高性能混凝土的本构模型

为了研究混杂纤维增强聚合物(hybrid fiber reinforced polymer,HFRP)约束超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)圆柱体的轴压特性,通过36个圆柱体轴压试验,测定了应力-应变全曲线.试验结果表明:已有的几个有代表性的强度和极限应变预测模型并不适用于HFRP管约束UHPC,因此,考虑了纤维混杂种类对约束效率的影响,提出了新的强度与极限应变的公式,其预测精度较高;已有几个代表性的应力-应变本构模型预测曲线比实测曲线偏低,提出了双线性的本构模型,理论曲线和试验曲线吻合良好,模型表达式简单,便于设计人员使用.     

基于LabVIEW的纤维投料机非线性偏差校正

针对纤维投料机在纤维称量过程中偏差过大的现象,在分析纤维投料机结构与工作原理的基础上,基于LabVIEW对纤维称量过程的数据采集,利用回归分析及最小二乘拟合原理,建立了纤维投料机质量称量过程非线性校正数学模型,并利用 LabVIEW 上位机系统将拟合系数实时反馈至可编程逻辑控制器( programmable logic controller,PLC)的质量称量控制模块,实现了对质量称量过程的实时自动校正.通过静态加载试验及沥青玛蹄脂碎石( stone mastic asphalt,SMA)混合料的路用性能试验对校正后的质量称量系统进行了验证.结果表明：采用该控制方式后,纤维质量称量偏差由校正前的7.3%下降至1.4%,达到了±2%的误差设计要求.校正后生产的SMA混合料空隙率降低了17%,车辙变形量减少,动稳定度提高了4.4%,抗弯拉强度与弯曲破坏劲度模量分别提高了7%和10%,且其他路用性能指标均比校正前有所提高,并与室内试验最佳纤维掺量下的性能相吻合,为避免纤维少投或多投现象的发生及提高SMA混合料的质量提供了一定的帮助.     

磷酸和有机胺对天然石墨负极材料的改性研究

天然石墨经过浓H_3PO_4插层处理、有机胺热解碳包覆后形成具有"核-壳"结构的碳包覆插层石墨负极材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪和恒流充放电仪对改性天然石墨的晶体结构、表面形貌和电化学性能进行了分析和表征。结果表明:改性后的天然石墨晶面间距增大,表面成功地包覆了一层无定型碳;其首次充电比容量为366.42 m A·h/g,在1 C倍率下循环20周后容量保持率为87.13%,而在同样条件下,天然石墨的容量保持率仅为78.13%。该改性方法有效地改善了天然石墨的倍率性能和循环性能。     

塑性铰区采用FRC柱试验研究及正截面承载力分析

采用简化的纤维增强混凝土应力应变关系,根据截面变形的平截面假定和截面力的平衡方程,推导出塑性铰区采用纤维增强混凝土柱在不同极限状态时的曲率。根据各极限状态点曲率,求得截面上各分布力,对截面形心轴取距,到塑性铰区采用FRC柱的开裂、屈服、峰值和极限点的弯矩表达式。与试验结果对比表明,计算值与试验值吻合较好。     

纤维增强珊瑚混凝土的力学性能研究及破坏形态分析

采用天然珊瑚碎屑作为粗骨料,研究在水灰比为0.4的条件下不同掺量的碳纤维、聚丙烯纤维和剑麻纤维珊瑚混凝土的基本力学指标。试验表明,随着纤维掺量的增加,珊瑚混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量均呈现先增加后减小的趋势,总体来看,最优碳纤维掺量为2 kg/m3,最优聚丙烯纤维掺量也是2 kg/m3,最优剑麻纤维掺量为4.5kg/m3。当掺入纤维过量时,珊瑚混凝土分散性降低,从而增加浆体薄弱界面,无法发挥其增强、增韧的效应反而使其强度有所下降。纤维材料能明显改善珊瑚混凝土的脆性,增加韧性,使其抗折性能显著提高,改变珊瑚混凝土的破坏形态,试件破坏时依然能保持良好的整体性。     

海藻酸盐纤维的开发和应用

海藻是海洋中最大的植物群,其生物质资源为化纤行业提供了一个巨大的可再生资源宝库。从海藻中提取出的海藻酸经过湿法纺丝后制备的海藻酸盐纤维是一种具有优良生物活性的功能纤维材料,可以与多种金属离子结合后形成富含金属离子的纤维材料,使纤维具有优良的阻燃及屏蔽电磁波的性能。以海藻酸钙纤维为原料制备的针刺和水刺无纺布在与体液接触后通过离子交换形成柔软的凝胶,适用于制备功能性医用敷料、面膜基材、吸湿垫等医用卫生材料,具有很高的应用价值。     

分散染料在多聚磷酸处理PBO纤维上的吸附热力学研究

采用热力学方法研究了分散染料在经多聚磷酸处理的PBO纤维上的吸附机理。通过比较染料分子在涤纶和未处理PBO纤维上的吸附,发现后一吸附过程为Langmuir-Nernst混合型,染料分子与纤维的结合力主要为范德华力,而且吸附过程为放热过程,吸附类型转变点的饱和吸附量为1.046 mg/g,并利用Gibbs-Helmholts公式计算得到了该吸附过程的染色亲和力、染色热、染色熵等热力学参数。     

吸湿发热纤维混纺针织物耐磨性和悬垂性研究

研究吸湿发热纤维混纺针织物的力学性能,就其耐磨性和悬垂性与纯棉织物、涤棉混纺织物做了对比,实验结果显示,吸湿发热纤维混纺针织物的耐磨性、悬垂性均优于纯棉,与涤棉混纺织物相比略差。通过对吸湿发热纤维混纺针织物力学性能的测试分析,为后续针织物的研究奠定基础。     

玄武岩纤维的性能及应用

玄武岩纤维是一种新型高性能纤维,具有高强、耐高温、耐烧蚀、化学稳定性强、绿色环保的优异性能特点,可作为替代碳纤维、玻璃纤维的增强材料在复合材料中使用。本文介绍了玄武岩纤维的发展概况、主要性能特点,及主要的应用领域。