基于Polyflow对扁平复合导电纤维 喷丝板孔道优化设计

为了获得较好的扁平复合导电纤维,对于扁平喷丝孔,设计了一种锥形导孔结构;基于有限元分析软件Polyflow数值模拟的方法,对比分析了圆形导孔与锥形导孔对聚合物熔体在孔道内的压力、速度及剪切速率的分布的影响;分别使用圆形导孔与锥形导孔进行复合导电纤维纺丝验证实验,并对纤维性能进行测试。结果表明:相比圆形导孔,熔体在锥形导孔至微孔出丝面的压力降变化较平缓,速度分布趋于均匀,剪切速率变化较均匀,锥形导孔有利于流体稳定及纤维成形;纺丝实验验证了锥形导孔制备的扁平复合导电纤维在纤维截面清晰度与组分排列均匀度方面优于圆形导孔,纤维的导电性能更好,进一步证明了锥形导孔在纺制扁平导电纤维的优异性。     

芳纶热拉伸处理过程对氢键影响的研究

研究了热处理过程对聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)结构与性能的影响。通过对PPTA纤维升温红外光谱分析可以看出:在较低的热处理温度下,随着温度的升高,发现在3 300 cm~(-1)处—NH—伸缩振动峰向高波数方向移动,峰型变宽,吸收峰强度减弱。采用傅里叶变换红外光谱仪和单丝强度仪、比浓对数黏度等研究发现:经热拉伸处理后的PPTA纤维内部分子间氢键作用力增加,自由氢键数减少,游离的—NH_2含量却增加,纤维比浓对数黏度和强度降低,说明纤维的拉伸强度是由分子间作用力以及分子链段的长度共同作用的。     

超高分子质量聚乙烯纤维黏结强度增强方法研究

为提高超高分子质量聚乙烯(UHMWPE)纤维复合材料中纤维与树脂基体之间的界面黏结强度,提出通过不同质量分数的硅烷偶联剂KH-570处理纳米SiO_2对UHMWPE纤维进行表面改性。对改性处理后的纤维与乙烯基酯树脂进行黏结强度试验,发现硅烷偶联剂处理纳米SiO_2能有效提高纤维的界面黏结强度,同时使纤维保持一定的断裂强度。     

聚酰胺6/黏土/聚乙二醇共混调温纤维的制备与性能

通过熔融纺丝法制备了系列聚酰胺6/黏土/聚乙二醇(PTFs)共混调温纤维,并采用傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪、热红外成像仪、热失重分析仪和复丝强力仪测试了纤维的结构、热性能、调温性能和力学性能。研究显示,PTFs调温纤维的结晶温度为33℃,结晶焓值达到8.46 J/g,且在100次升降温热循环后调温纤维仍保持良好的热性能。通过模拟冷热环境交替下纤维的温度—时间响应行为发现,在热环境(90℃)和冷环境(10℃)下,调温纤维体现出明显的温度滞后响应,与纯PA6纤维相比温差达到3℃。黏土/聚乙二醇在纤维中的最大质量分数为15%,在牵伸4倍时,纤维的拉伸断裂强度达到3.15 cN/dtex。     

聚丙烯纤维对风积沙砂浆性能的影响研究

通过分别掺入0、0.3 kg/m3、0.7 kg/m3、1.0 kg/m3、1.3 kg/m3和1.8 kg/m3的聚丙烯纤维,配制相同稠度风积沙砂浆,研究了聚丙烯纤维掺量对风积砂干混砂浆干缩、强度以及抗裂等性能的影响.结果表明,聚丙烯纤维能显著提高风积砂干混砂浆物理力学性能.聚丙烯纤维掺量在1.3 kg/m3以内,风积沙砂浆随其掺量增加,性能增强效果明显;掺量大于1.3 kg/m3,干缩性能以及力学性能出现倒缩;风积沙砂浆中聚丙烯纤维掺量适宜为1.3 kg/m3.在此掺量下,聚丙烯纤维不仅能改善风积沙砂浆的施工性能,而且可以提高其基本力学性能.     

制备工艺对再生骨料透水混凝土中聚乙烯醇纤维分散性的影响

为研究再生骨料透水混凝土中聚乙烯醇(PVA)纤维的分散性,设计了三种不同的制备工艺流程.通过不同工艺制得的试样力学性能测试,结合试验过程和试样破坏形态的观测,评价了三种工艺流程对PVA纤维分散性的影响程度,同时研究了搅拌时间对PVA纤维分散性的影响.试验结果表明:制备工艺对纤维分散性影响显著.在工艺2流程下,分散效果最佳,强度性能也表现为最好,其抗压强度和劈裂抗拉强度分别较未掺加纤维时提高37.9％和18.6％;适当延长搅拌时间有利于纤维的进一步分散,但达到一定时间后,分散性能开始下降;另外,试样的破坏形态也反映了纤维的分散状况.纤维分散越均匀,试样破坏时完整性越好.     

塑钢纤维掺量对钢筋与轻骨料混凝土粘结作用的影响

通过对钢筋与轻骨料混凝土进行拔出试验,探究塑钢纤维掺量对钢筋与轻骨料混凝土粘结作用的影响.以τ-s曲线描述试件粘结滑移的过程,用相对粘结强度衡量塑钢纤维掺量的影响作用,引入粘结韧性来分析塑钢纤维在试件粘结滑移过程中约束与耗能作用.结果表明:试件的破坏形态随纤维掺量的增加由劈裂破坏变为拔出破坏;钢筋的平均极限粘结强度τu、峰值滑移量su随纤维掺量的增加而增大;根据试验数据拟合出了相对粘结强度与塑钢纤维掺量的经验公式,可为工程设计提供参考;粘结韧性随纤维掺量的增加而提高,约束与耗能作用明显增强,但本试验塑钢纤维掺量超过6 kg/m3后,韧性虽继续增长,但韧性增幅却呈下降趋势.     

聚丙烯纤维混凝土强度正交试验研究

利用正交试验对聚丙烯纤维混凝土(以下简称纤维混凝土)的强度进行试验,研究了聚丙烯纤维长度、水泥用量、砂率以及水灰比对纤维混凝土28 d的抗压强度、劈裂抗拉强度以及抗折强度的影响规律,并对试验结果进行系统分析.结果表明,水灰比对于抗压、抗拉以及抗折强度均是最为显著的影响因素,三种强度均随着水灰比的增加而减小;纤维长度对于抗拉强度有明显的提高作用,其最佳取值范围在10～19 mm范围内;砂率对于混凝土抗压和抗折强度的影响要大于其对抗拉强度的影响;水泥用量对于劈裂抗拉强度的贡献率最低;纤维长度为19 mm,水灰比为0.47时对混凝土强度的影响权重最大;根据功效系数法的评分可知,对于抗压、抗拉以及抗折强度的最佳配比组合为A3 B3 C2 D1,即聚丙烯纤维长度为25 mm,水泥用量为425 kg/m3,砂率为55％,水灰比为0.47,对配比最佳组的试件进行微观分析,结果表明,聚丙烯纤维对于混凝土强度增强起到了锚固、桥接以及牵拉的作用.     

纤维/气凝胶泡沫混凝土的制备与性能研究

气凝胶因具有低导热系数、高孔隙率、轻质等优异特性而备受关注,同时还具有高疏水性及良好的吸声和减震功能.实验以气凝胶为填充材料,玻璃纤维丝为增强体,制备了一种新型超轻质纤维/气凝胶泡沫混凝土.结果 表明:玻璃纤维的掺入促进了泡沫混凝土的成型,在超轻泡沫混凝土制备过程中起到至关重要的作用.当纤维含量为0.9％时,导热系数为0.058 W/(m·K),其密度为205 kg/m3,远低于普通泡沫混凝土的导热系数(0.08～0.25 W/(m· K))与密度(300～1600 kg/m3).抗压强度为0.32 MPa,符合泡沫混凝土标准JG/T 266-2011中A03级抗压强度的要求.     

水泥砂浆基体中玄武岩纤维的拔出试验研究

纤维与水泥砂浆间界面粘结性能是影响纤维混凝土宏观力学性能的重要因素.通过一系列单根玄武岩纤维拔出试验,考虑了三种不同纤维埋置深度(6 mm、9 mm、12 mm)和三种不同水灰比的水泥砂浆基体(0.40、0.49、0.65)两个因素的影响,得到了玄武岩纤维从水泥砂浆基体被拔出时的荷载位移曲线,确定了埋置深度为12 mm时界面粘结最强.最后通过宏观力学性能试验研究了12 mm长度下玄武岩纤维的掺量对混凝土宏观力学性能的影响.