椰壳纤维中管纤维及其复合膜的拉伸行为表征

发布时间：2021-06-11 22:30

　　椰壳纤维资源丰富,但有关椰壳纤维及其管纤维结构及性能的研究还不是很完善,尤其是缺乏有效表征椰壳纤维力学性能的力学模型,对其应用也不甚合理。本文以椰壳纤维及其管纤维为研究对象,在明晰其结构的基础上,对其力学性能、断裂机理及纤维结构与力学性能间的关系进行了研究;通过建立针对椰壳纤维及其管纤维结构的力学模型,对椰壳纤维及其管纤维的力学行为进行分析与表征;以分离出的单根椰壳管纤维为增强体制备全纤维素复合膜并进行性能测试,以完善椰壳纤维的理论研究,拓展椰壳纤维应用范围。首先对椰壳纤维及其管纤维的长度、细度、化学组成等进行了测量与分析,得出:椰壳纤维的长度为15²89mm,线密度为8.23⁷5.60tex,直径为80.8³40.7μm,且纤维长度-数量分布为对数正态分布,纤维的线密度与长度间为线性关系,直径与长度间为二次方的非线性关系。椰壳管纤维的的长度为81.04¹386.1μm,直径为4.41²0.37μm,管纤维长度-数量分布也为对数正态分布。椰壳纤维中纤维素、半纤维素和木质素的含量... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：119 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

椰子结构图

而事实上椰壳纤维是一种高强低模纤维，即纤维作为增弹增柔材料，尤其是其中分离出来的管纤维，增强增柔效果更佳。而在这方面，就纤维体的高弹机理和其纳米—亚微米的介观尺度的结构及其力学建模表征，缺乏针对性和准确性的表征与阐释。故本文拟在此方面进行深入地实验研究及理论建模表征，以求明晰椰壳管纤维的多级原纤结构与其力学性质的关系，而为椰壳纤维的高效、高档次、高技术的利用提供科学数据和方法。1.1 椰壳纤维1.1.1 椰壳纤维简介椰子主要由内果皮、中果皮、外果皮、种皮和种仁五部分构成[6]，如图 1-1，内果皮、中果皮和外果皮的质量占椰子总质量的 45%～50%；外果皮和中果皮构成我们常说的“椰衣”，其质量为椰子总质量的 33%～35%，可制得椰衣纤维；内果皮即为“椰壳”，其质量为椰子总质量的 12～15%，可制得椰壳纤维[7]。

（a） （b）图 1-3 椰壳纤维纵表面结构Fig.1-3 Longitudinal surface structure of coir fiber如图 1-4 所示，经过碱处理一段时间后，角质层中大量的脂肪酸及其缩合物被溶解和除去，椰壳纤维的质量减小[15]，在椰壳纤维的纵表面可以观察到很多有序排列的孔洞。在制备复合材料时，这些孔洞能够有效增加纤维与基体的接触面积，使椰壳纤维与基体的的界面粘结强力得到提高，最终使复合材料的性能得到增强。


本文编号：3225379