废旧棉纺纤维复合材料制造工艺初步研究开题报告

 2021-08-08 20:23:18

1. 研究目的与意义

研究目的

本研究通过控制浸胶量、热固化温度和热固化时间三种工艺参数使用废旧棉纺纤维为原料初步制备低质高强的保温墙体材料,通过测试制备后复合板材的力学性能和保温性能,对比得出最佳制备工艺,并分析不同工艺参数对板材性能的影响。

研究意义

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2. 国内外研究现状分析

纤维复合材料指的是以木材纤维、剑麻纤维、棉纤维等一些植物纤维与其他基体物质所形成的复合材料。国内关于麻纤维/PP材料的研究起步较晚,现在主要还是一些科研部门以及高校着手在研究开发麻纤维复合材料,我国对麻纤维复合材料的研究主要还是处在研究阶段,张长安研究了苎麻落麻/PP复合材料的注塑工艺,研究结果表明,PP是疏水性的材料,而苎麻则明显是亲水性材料,导致复合材料的界面强度比较低,说明了要使复合材料的力学性能有所提高,就必须对复合材料的界面进行研究从而改善它们的界面结合能力,张安定研究了黄麻/PP复合材料,发现在黄麻未处理的情况下,黄麻的加入会使得PP的强度、模量和耐热性能提高,断裂伸长率降低,并且得出要使此复合材料的性能得到提高,那么就必须对复合材料的界面进行研究并提高界面粘合强度的结论,田永等人对苎麻/PP复合材料的力学性能进行了研究,研究结果表明:与纯PP相比苎麻的加入使得复合材料的综合力学性能得到明显改善,研究还发现了复合材料的力学性能不仅与改性方法有关,而且与加入的纤维长度和含量有关,并认为NaOH的浓度控制在10%~15%范围内时效果最好,韩海山等人对剑麻/PP复合材料进行了研究,主要探讨了纤维含量以及马来酸酐接枝聚丙烯增容剂对复合材料力学性能的影响,结果表明:没有加入马来酸酐接枝聚丙烯时,拉伸和冲击性能在纤维含量小于30%时变化不大,冲击强度随纤维含量增加而增大,而加入增容剂时复合材料的机械性能随着纤维含量的增加而增加,崔萍等人探讨了亚麻/聚丙烯纤维复合材料板材的制备工艺以及拉伸性能,研究结果表明:亚麻纤维与聚丙烯纤维含量为 1:1,模压温度为 180℃时,复合材料板材的拉伸强度和模量达到最大值。我国是棉纺生产和使用大国,产品涉及面广,每年各类棉纺织物的产量惊人,而且各类产品更新换代周期短,每年都会有大量废旧服装及纺织厂的边角料产生。焚烧。或者填埋这些废旧纺织物,不仅会污染环境、有害人类健康,还会造成资源的大量浪费。因此采用废弃或者边角料的棉纺纤维进而制备复合材料显得意义格外的重大,比如可以作为保温材料使用,但是目前历时国内对于这方面的研究比较的少。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

本课题以废旧棉纺纤维为材料制备复合板材,主要对以下方面进行研究:

(1)研究浸胶量对复合板材基本力学性能、保温性能的影响(包括吸水性能、弹性模量、静曲强度、内结合强度和导热系数等指标);

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4. 研究创新点

(1)原材料来自废旧棉纺纤维废角料,符合国家所倡导的可持续发展策略及绿色经济的发展趋势

(2)将废旧棉纺纤维与聚丙烯共织并且之后制备低质高强的保温墙体材料,是一项具有创新并且有挑战的工作,填补了国内的空白

(3)采用冷压热固化工艺,并且研究了热固化时间对其复合材料性能的影响,是一项创新工作。

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