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基本信息

項(xiàng)目名稱：
竹纖維/聚合物基復(fù)合家用裝飾板的開發(fā)
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
開發(fā)一種新型家居裝飾用板材，以代替目前廣泛使用的木質(zhì)材料和塑料材料，擴(kuò)大竹纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，為綠色環(huán)保紡織復(fù)合材料的開發(fā)和應(yīng)用做貢獻(xiàn)。 從竹纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)、成分分析入手，優(yōu)化樹脂基體種類、竹纖維增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)形式及復(fù)合材料制作工藝，制備竹纖維/聚合物基復(fù)合材料，并分析材料的性能特點(diǎn)。
詳細(xì)介紹：
本論文主要研究以可生物降解的竹纖維作為增強(qiáng)體，環(huán)氧樹脂為基體的竹纖維復(fù)合材料家用裝飾板開發(fā)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件，選取了熱軋溫度、纖維含量、增強(qiáng)纖維種類三個(gè)因素，利用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探討了竹纖維復(fù)合材料的制備方法和工藝條件。通過(guò)測(cè)試，比較了不同條件下的復(fù)合材料彎曲、拉伸、沖擊性能的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：竹/黃麻混合纖維復(fù)合材料板可極大改善純竹、黃麻復(fù)合材料的性能,且竹/麻混合，纖維含量為10％時(shí)復(fù)合材料綜合力學(xué)性能較好。 熱軋溫度、纖維含量、增強(qiáng)纖維種類對(duì)復(fù)合材料板的性能均有影響，且增強(qiáng)纖維的種類影響最大。竹纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制備的較優(yōu)工藝條件是：竹/麻混合增強(qiáng)纖維，纖維含量10%,熱軋溫度、壓力和時(shí)間分別為：45℃、0.1Mpa、1h。竹纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度、比剛度高的良好力學(xué)性能。

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

研究目的： 開發(fā)一種新型家居裝飾用板材，以代替目前廣泛使用的木質(zhì)材料和塑料材料，擴(kuò)大竹纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，為綠色環(huán)保紡織復(fù)合材料的開發(fā)和應(yīng)用做貢獻(xiàn)。 基本思路： 從竹纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)、成分分析入手，優(yōu)化樹脂基體種類、竹纖維增強(qiáng)體的結(jié)構(gòu)形式及復(fù)合材料制作工藝，制備竹纖維/聚合物基復(fù)合材料，并分析材料的性能特點(diǎn)。 近年來(lái)，環(huán)境惡化、資源缺乏和能源危機(jī)使人類認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境和有效利用資源的重要性和迫切性。開發(fā)多功能、少污染、低能耗、長(zhǎng)壽命的新型紡織復(fù)合材料成為復(fù)合材料開發(fā)的新趨勢(shì)。現(xiàn)在，關(guān)于可降解綠色紡織復(fù)合材料的研究成為復(fù)合材料研究的新熱點(diǎn)。 本課題研究開發(fā)新型結(jié)構(gòu)竹纖維復(fù)合材料板材，用于家居裝飾領(lǐng)域，其研究?jī)?nèi)容符合新材料開發(fā)發(fā)展趨勢(shì)及節(jié)能環(huán)保的要求，具有一定的科學(xué)性、先進(jìn)性及創(chuàng)新性。

科學(xué)性、先進(jìn)性

竹纖維具有強(qiáng)度大、剛度好、耐磨損、可降解等特性，而且竹纖維生長(zhǎng)周期短、價(jià)廉質(zhì)輕，在我國(guó)資源豐富，因此是較為理想的綠色復(fù)合材料增強(qiáng)用材。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)竹纖維復(fù)合材料的研究都有一定的報(bào)道，但竹纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用還較少。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

結(jié)題階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

論文

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

現(xiàn)在，關(guān)于利用竹纖維、紗線或織物作為增強(qiáng)材料的聚合物基熱固型紡織復(fù)合材料的開發(fā)和產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用還較少。因此利用竹纖維的優(yōu)良力學(xué)性能和纖維材料的柔性特點(diǎn)，制備竹纖維聚合物基復(fù)合材料板材用于家用裝飾領(lǐng)域，可代替現(xiàn)在大量使用的木制或塑料板材，有利于節(jié)約資源、減少環(huán)境污染，所以該課題的研究是非常有意義的。 竹纖維具有生長(zhǎng)周期短、價(jià)廉質(zhì)輕、力學(xué)性能優(yōu)良、可自然降解等特點(diǎn),因此竹纖維是開發(fā)綠色環(huán)保復(fù)合材料的理想增強(qiáng)用纖維材料。本課題的研究?jī)?nèi)容符合當(dāng)代新材料開發(fā)的發(fā)展趨勢(shì)及節(jié)能環(huán)保的要求，產(chǎn)品具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，具有一定的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

同類課題研究水平概述

由于竹纖維生長(zhǎng)周期短、價(jià)廉質(zhì)輕，資源豐富，力學(xué)性能優(yōu)良，而且可生物降解，是較為理想的增強(qiáng)用纖維材料，廣泛應(yīng)用于生活用品和建筑輔助材料等方面。關(guān)于竹纖維復(fù)合材料的研究，及其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用國(guó)內(nèi)外都有一定的報(bào)道，但我國(guó)在這方面還處于研究初期，且大多為對(duì)竹板材的加工和利用。如我國(guó)最早開發(fā)的竹材人造板是四川的竹編膠合板，主要用作包裝箱板和建筑模板。80年代后期，湖南開發(fā)了竹席竹簾膠合板作建筑模板，浙江開發(fā)了竹材層壓板作車廂底板，南京林業(yè)大學(xué)開發(fā)了竹材膠合板作車廂底板和建筑模板。進(jìn)入90年代后，各地相繼開發(fā)了高強(qiáng)覆膜竹膠板和竹地板，均已形成較大的生產(chǎn)規(guī)模，廣泛使用在建筑模板和室內(nèi)裝飾上。竹模板的種類主要有：高強(qiáng)度竹膠合板水泥模板、竹編膠合板模板、飾面竹基材混凝土模板、竹材碎料板模板和高強(qiáng)覆塑竹膠板模板等。 目前關(guān)于竹纖維綠色復(fù)合材料的研究，主要是制備竹纖維及竹粉和生物降解樹脂的復(fù)合材料，并分析力學(xué)性能。如資料報(bào)道，Goda等人以竹纖維為強(qiáng)化材，淀粉基生物降解樹脂CP-300為基材，利用熱壓成型制備的綠色復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度可與工程塑料相匹敵。Takagi等利用竹粉和生物降解樹脂制備的復(fù)合材料，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試顯示，其拉伸和彎曲強(qiáng)度隨著竹粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而逐步提高。 現(xiàn)在，關(guān)于利用竹纖維、紗線或織物作為增強(qiáng)材料的聚合物基熱固型紡織復(fù)合材料的開發(fā)和產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用還較少。因此利用竹纖維的優(yōu)良力學(xué)性能和纖維材料的柔性特點(diǎn)，制備竹纖維聚合物基復(fù)合材料板材用于家用裝飾領(lǐng)域，可代替現(xiàn)在大量使用的木制或塑料板材，有利于節(jié)約資源、減少環(huán)境污染，是非常有意義的。
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