缠绕成型用竹、麻纤维增强聚丙烯预浸带的研究
发布时间：2021-02-24 20:40
缠绕成型是将浸过树脂胶液的连续纤维或者布带,按照一定规律缠绕在芯模上,然后固化脱模成为制品的工艺过程,其具有生产效率高、可设计性强、精度高等优势。缠绕成型常以热固性树脂基体和人工合成纤维为原料,然而天然纤维来源广泛、价格低廉、节能环保且具有较佳的比强度、比模量,目前在大多数研究已经证明,天然纤维具有替代人工合成纤维的潜力。热塑性树脂相对热固性树脂具有耐损伤、耐冲击、耐化学和溶剂、保存期长、储存成本低、可焊接和可回收等优点。本文选取麻、竹纤维作为聚丙烯（PP）的增强体制备热塑性预浸带,提出在兼顾PP基体自身力学强度的前提下,采取高熔融指数的PP解决热塑性树脂黏度大难浸渍的问题;并采用漆酶和碱处理纤维以提高树脂基体与天然纤维的相容性。此外,自主研发的预制卷工艺可实现长天然纤维增强热塑性预浸带的制备。通过考察物理力学性能、流变性能、热性能和化学特性等系统地研究了新型预浸带的制备工艺与成型原理,并进行了理论模型分析。论文主要研究内容和结论如下:1.通过纤维改性和PP基体优化提高黄麻纤维/PP预浸带性能的研究针对生物质纤维与热塑性树脂相容性差、热塑性树脂熔体粘度大难以渗透到纤维绳内部的问题,采用...
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２竹材结构及竹纤维形态??Ｆｉｇ．?１－２?Ｂａｍｂｏｏ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｂａｍｂｏｏ?ｆｉｂｅｒ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ??
图１－３湿法缠绕工艺流程??Ｆｉｇ．?１?－３?Ｔｈｅ?ｗｅｔ?ｗｉｎｄｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
塑料）的拉伸??性能测试方法标准制备哑铃型试件，尺寸为长１１５ｍｍ，宽度１９毫米，窄部分宽度为６??毫米，１．５毫米厚。每个配方至少测试了?８个样品。??黄麻捻绳／ＰＰ预浸带的环向拉伸性能??将预浸带裁成２４４ｍｍ长，收尾相接，重叠部分５ｍｍ，然后热压焊接成环形试件，??直径为７６毫米，１０毫米宽，１．５毫米厚。根据ＡＳＴＭ?Ｄ２２９０－１６?（塑料或增强塑料管的??环向抗拉强度的标准试验方法），放在自制的两个半圆盘上，在ＣＭＴ５５０４型机电万能试??验机上进行测定。环形拉伸夹具如图２－２所示。加载速度是０．０１５?ＤＮ（ＤＮ为管道的公称??直径）毫米／分钟。每个配方测试５个样品。??环形抗拉强度０）计算如下：??ａ＝Ｆ／?（ｂｔ）?２－３??其中，Ｆ为最大或拉脱载荷（ｋＮ）；??办为样品宽度，＾为样品厚度，（况）即为样品断裂面初始横截面积（ｍ２）。??ｍ??图２－２环形拉伸夹具??Ｆｉｇ．?２－２?Ｈｏｏｐ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｃｌａｍｐ??２．２＿４．６短期蛹变性能分析??采用ＴＡ?Ｑ８００动态机械力学分析仪（ＴＡ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＵＳＡ）测试黄麻捻绳／ＰＰ预浸??带的短期蠕变性能。选择Ｃｒｅｅｐ模式测试，试样尺寸为２０ｘ６?ｘｌｍｍ３，测试夹具为薄膜??拉伸，等温条件下施加２ＭＰａ的应力，加载载荷时间为３０ｍｉｎ，释放载荷时间为??３０ｍｉｍ分别在３０°Ｃ条件下进行等温蠕变测试。??－２０?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]经垫衬法修复后铸铁管道接口力学性能试验[J]. 钟紫蓝,王书锐,甄立斌,李立云,侯本伟,韩俊艳. 哈尔滨工业大学学报. 2019(06)
[2]可降解天然黄麻纤维素膜的制备及性能[J]. 徐芳,赵兵,李萌萌,张晴文,王世贤,刘丽芳. 东华大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]壁厚对9%Cr热强钢管局部焊后热处理温度场的影响[J]. 韩宇,王学,胡磊,孙松涛,陈东旭. 金属热处理. 2019(03)
[4]钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道非线性有限元分析[J]. 杨帛臻,吴海林,刘亚楠. 水电能源科学. 2019(03)
[5]竹塑复合材料界面改性研究现状及展望[J]. 胡玉安,何梅,宋伟,胡小霞,陈政豪,张双保. 江西农业大学学报. 2019(01)
[6]竹纤维组合形态对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响[J]. 唐启恒,程海涛,王戈,郭文静. 复合材料学报. 2019(11)
[7]纤维含量对麻纤维复合材料力学和振动阻尼性能的影响[J]. 何莉萍,皮超雄,陈大川,谭博欢,张邦基,袁剑民,李伟. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(12)
[8]竹纤维在纺织品设计中的应用[J]. 黄梅花,程浩南,毛宁. 产业用纺织品. 2018(12)
[9]黄麻纤维酶促接枝疏水化改性及其增强PLA复合材料研究[J]. 孟秋杰,王维明,董爱学,胡玲玲,钱红飞. 化工新型材料. 2018(S1)
[10]混杂工艺对椰壳-大麻/聚丙烯复合材料力学性能的影响[J]. 杨莉,王孝锋,邹梨花,徐珍珍. 复合材料学报. 2019(09)
硕士论文
[1]汽车用黄麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究[D]. 郭博渊.吉林大学 2016
[2]竹原纤维及其单向连续增强复合材料的制备与性能研究[D]. 张青菊.天津工业大学 2016
[3]竹粉/聚丙烯复合材料结构与性能的研究[D]. 朱小龙.西南石油大学 2015
[4]汽车前地板复合材料RTM工艺及结构模态研究[D]. 郭嘉琳.东华大学 2014
本文编号：3049916
【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：115 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２竹材结构及竹纤维形态??Ｆｉｇ．?１－２?Ｂａｍｂｏｏ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｂａｍｂｏｏ?ｆｉｂｅｒ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ??
图１－３湿法缠绕工艺流程??Ｆｉｇ．?１?－３?Ｔｈｅ?ｗｅｔ?ｗｉｎｄｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ??
塑料）的拉伸??性能测试方法标准制备哑铃型试件，尺寸为长１１５ｍｍ，宽度１９毫米，窄部分宽度为６??毫米，１．５毫米厚。每个配方至少测试了?８个样品。??黄麻捻绳／ＰＰ预浸带的环向拉伸性能??将预浸带裁成２４４ｍｍ长，收尾相接，重叠部分５ｍｍ，然后热压焊接成环形试件，??直径为７６毫米，１０毫米宽，１．５毫米厚。根据ＡＳＴＭ?Ｄ２２９０－１６?（塑料或增强塑料管的??环向抗拉强度的标准试验方法），放在自制的两个半圆盘上，在ＣＭＴ５５０４型机电万能试??验机上进行测定。环形拉伸夹具如图２－２所示。加载速度是０．０１５?ＤＮ（ＤＮ为管道的公称??直径）毫米／分钟。每个配方测试５个样品。??环形抗拉强度０）计算如下：??ａ＝Ｆ／?（ｂｔ）?２－３??其中，Ｆ为最大或拉脱载荷（ｋＮ）；??办为样品宽度，＾为样品厚度，（况）即为样品断裂面初始横截面积（ｍ２）。??ｍ??图２－２环形拉伸夹具??Ｆｉｇ．?２－２?Ｈｏｏｐ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｃｌａｍｐ??２．２＿４．６短期蛹变性能分析??采用ＴＡ?Ｑ８００动态机械力学分析仪（ＴＡ?Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＵＳＡ）测试黄麻捻绳／ＰＰ预浸??带的短期蠕变性能。选择Ｃｒｅｅｐ模式测试，试样尺寸为２０ｘ６?ｘｌｍｍ３，测试夹具为薄膜??拉伸，等温条件下施加２ＭＰａ的应力，加载载荷时间为３０ｍｉｎ，释放载荷时间为??３０ｍｉｍ分别在３０°Ｃ条件下进行等温蠕变测试。??－２０?－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]经垫衬法修复后铸铁管道接口力学性能试验[J]. 钟紫蓝,王书锐,甄立斌,李立云,侯本伟,韩俊艳. 哈尔滨工业大学学报. 2019(06)
[2]可降解天然黄麻纤维素膜的制备及性能[J]. 徐芳,赵兵,李萌萌,张晴文,王世贤,刘丽芳. 东华大学学报(自然科学版). 2019(02)
[3]壁厚对9%Cr热强钢管局部焊后热处理温度场的影响[J]. 韩宇,王学,胡磊,孙松涛,陈东旭. 金属热处理. 2019(03)
[4]钢衬钢筋钢纤维混凝土压力管道非线性有限元分析[J]. 杨帛臻,吴海林,刘亚楠. 水电能源科学. 2019(03)
[5]竹塑复合材料界面改性研究现状及展望[J]. 胡玉安,何梅,宋伟,胡小霞,陈政豪,张双保. 江西农业大学学报. 2019(01)
[6]竹纤维组合形态对竹纤维/聚丙烯复合材料性能的影响[J]. 唐启恒,程海涛,王戈,郭文静. 复合材料学报. 2019(11)
[7]纤维含量对麻纤维复合材料力学和振动阻尼性能的影响[J]. 何莉萍,皮超雄,陈大川,谭博欢,张邦基,袁剑民,李伟. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(12)
[8]竹纤维在纺织品设计中的应用[J]. 黄梅花,程浩南,毛宁. 产业用纺织品. 2018(12)
[9]黄麻纤维酶促接枝疏水化改性及其增强PLA复合材料研究[J]. 孟秋杰,王维明,董爱学,胡玲玲,钱红飞. 化工新型材料. 2018(S1)
[10]混杂工艺对椰壳-大麻/聚丙烯复合材料力学性能的影响[J]. 杨莉,王孝锋,邹梨花,徐珍珍. 复合材料学报. 2019(09)
硕士论文
[1]汽车用黄麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究[D]. 郭博渊.吉林大学 2016
[2]竹原纤维及其单向连续增强复合材料的制备与性能研究[D]. 张青菊.天津工业大学 2016
[3]竹粉/聚丙烯复合材料结构与性能的研究[D]. 朱小龙.西南石油大学 2015
[4]汽车前地板复合材料RTM工艺及结构模态研究[D]. 郭嘉琳.东华大学 2014
本文编号：3049916
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