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基本信息
- 項目名稱：
- 棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料的制備及性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 近年來，人們發(fā)現(xiàn)棉秸皮纖維與麻纖維性能相近，麻纖維可以作為復(fù)合材料中的增強材料，因此棉秸皮纖維也可作為復(fù)合材料的增強材料。棉秸皮屬于農(nóng)業(yè)廢棄品，棉秸皮纖維的開發(fā)不僅節(jié)約資源，同時又能減少環(huán)境污染。同時，由于聚丙烯是一種熱塑性樹脂，其本身具有成本低、結(jié)晶度高、密度小、耐熱性好、耐化學(xué)品性能優(yōu)良的特點，且力學(xué)性能如拉伸強度、壓縮強度、彈性模量及硬度等均較好，是用于纖維增強復(fù)合材料基體的最重要的聚烯烴。
- 詳細(xì)介紹：
- 1.第一步進行預(yù)處理：新鮮棉桿經(jīng)脫枝、縋稈、剝皮、吊把浸泡、發(fā)酵脫膠、敲打漂洗等工序加工，加工方法的步驟：剝皮→除渣→脫膠→烘干→切斷→開松→養(yǎng)生→鞣制→打纖→梳理至集裝。 2.第二步進行棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料的制備：用經(jīng)預(yù)處理后的棉秸皮纖維和聚丙烯纖維以不同質(zhì)量比例混合，然后在小型梳毛機上進行開松與混合，并形成纖維網(wǎng)狀。在保證聚丙烯纖維能熱熔并能完全流動的情況下，用壓膜成型機壓膜成型。 3.第三步對復(fù)合材料性能進行研究：對于制得的復(fù)合材料，通過改變模壓溫度，壓力大小和棉秸皮纖維所占的比例進行實驗，進一步研究該復(fù)合材料的力學(xué)性能和彎曲性能。 4.第四步研究該復(fù)合材料的用途：通過對棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料的性能研究，相信其可用在汽車、家具、裝潢等行業(yè)。而且我們還會對該復(fù)合材料作進一步的研究，設(shè)計出更多廉價實惠的紡織品，為人類創(chuàng)造更多的財富。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 1．目的：①為了充分利用農(nóng)業(yè)廢棄資源，彌補我國天然纖維資源的短缺，研究從棉桿皮中分離纖維的技術(shù)與工藝, 以及棉桿皮纖維紡織應(yīng)用價值 。②為棉桿資源的應(yīng)用開辟一條新的途徑, 為紡織工業(yè)以與其它產(chǎn)業(yè)聯(lián)合開發(fā)一種新型天然纖維素纖維作為增強材料的復(fù)合材料，即棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料。 2．基本思路：在脫膠、柔軟、紡紗的基礎(chǔ)上，開發(fā)棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，并研究其性能。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 1．科學(xué)性：通過之前對棉秸皮纖維研究發(fā)現(xiàn)其與麻的外觀形態(tài)及其相似，而且具有與麻纖維接近的性能。故可將棉秸皮纖維作為復(fù)合材料的增強材料。2．先進性：①棉桿皮本是廢棄品，開發(fā)它能節(jié)約資源且減少環(huán)境污染，②棉秸皮纖維作為增強材料可使復(fù)合材料的力學(xué)性能得到改善 3．獨特之處：①棉秸桿纖維屬于天然韌皮纖維，其性能指標(biāo)與麻相近。②棉秸皮纖維是棉副產(chǎn)品中最多的一種，且屬于廢棄物的回收利用
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料可應(yīng)用于汽車內(nèi)飾材料，建筑填充材料等。隨著現(xiàn)代社會的不斷發(fā)展，其復(fù)合材料也必將具有更大的經(jīng)濟效益和社會效益棉秸皮纖維的利用時屬于廢棄物回收再利用，價格低廉，而且不會造成環(huán)境污染
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了充分利用農(nóng)業(yè)廢棄資源，實現(xiàn)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的目標(biāo)，在研究棉秸皮纖維的脫膠、漂白、紡紗等工藝基礎(chǔ)上，本課題利用脫膠后的棉秸皮纖維與聚丙烯復(fù)合，開發(fā)出棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料。通過改變纖維長度，模壓溫度，熱壓壓力以及復(fù)合材料中棉秸皮纖維所占比例等影響因素進行正交試驗，并對制得的棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料進行相關(guān)的力學(xué)性能測試，最后得出最優(yōu)化的生產(chǎn)工藝。本研究為棉秸皮資源的應(yīng)用開辟了一條新的途徑，為復(fù)合材料中增強纖維提供了新的品種
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1]楊長德,棉桿-紙板工業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料[J].四川造紙1998 (3) 141. [2]何東保,柯昌祥,李黎明.棉桿制纖維素衍生物用漿的研究[J]化學(xué)世界.1996 (12):652. [3]中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技處.我國菠蘿葉的綜合開發(fā)利用[J]中國熱帶農(nóng)業(yè),2006(3):938. [4]田永生,邵自強,徐坤.小麥秸稈SE活化改性后的成膜性能[J].高分子材料科學(xué)與工程,2004,(3):194. [5]朱艷麗,彭金輝,張利波,等. 微波輻射氫氧化鉀法制備黃麻桿活性炭纖維[J].云南化工,2005(3):11 [6] 葉穎微,冼定國, 冼杏娟.竹纖維和椰纖維增強水泥復(fù)合材料[J].復(fù)合材料學(xué)報,1998(3):92 [7] Zhijian Li, Lijing Wang, Xungai Wang. Flexural characteristics of coir fiber reinforced cementitious composites [J]. Fibers and Polymers, 2006 (3): 286.
同類課題研究水平概述
- 棉秸皮纖維是面副產(chǎn)品中產(chǎn)量最多的一種廢棄物，其性能與麻相近，屬天然韌皮纖維。棉秸皮纖維本身的力學(xué)性能較低?，F(xiàn)將棉秸皮纖維/聚丙烯復(fù)合材料作為一種新型材料的利用，不僅降低了廢棄物對環(huán)境的污染，而且還可獲得可觀的經(jīng)濟效益。 經(jīng)有關(guān)科研人員的研究，目前棉桿開發(fā)利用的主要途徑有[1,2]：（1）造紙及包裝箱紙板（2）加工刨花板（3）加工纖維板（4）用棉桿皮制作麻袋和繩索（5）加工建筑材料（6）棉桿發(fā)酵飼料。并取得了初步的成績。例如，我國湖南潤久科技有限公司的科技人員經(jīng)過多年的開發(fā)研究，現(xiàn)已成功研發(fā)出棉秸皮生產(chǎn)天然紡織的新技術(shù)，并將棉秸皮加工成脫膠纖維、單質(zhì)紗高附加值的新產(chǎn)品。廣東省天維紡織科技（深圳）有限公司研發(fā)了棉秸皮纖維無紡布及其加工方法等等。 在農(nóng)作物秸稈綜合應(yīng)用方面有如下研究報道[3-7]。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院的菠蘿葉的綜合開發(fā)利用，北京理工大學(xué)對小麥秸稈進行蒸汽閃爆活化處理制備再生纖維素功能膜和絲產(chǎn)品，昆明理工大學(xué)利用黃麻桿制備活性炭材料，香港理工大學(xué)、澳大利亞Deakin 大學(xué)研究椰纖維增強水泥基復(fù)合材料，印度利用椰纖維開發(fā)紡織新型紗線以及產(chǎn)業(yè)紡織品，日本清紡公司已獨自開發(fā)出香蕉纖維的生產(chǎn)技術(shù)，并利用香蕉纖維開發(fā)出了牛仔服，美國科學(xué)家采用小麥秸稈纖維開發(fā)出對環(huán)境無污染的包裝快餐新材料等。天然纖維復(fù)合材料開發(fā)有麻類纖維作為紡織原料和復(fù)合材料的增強材料，但目前國內(nèi)尚無對棉秸皮纖維復(fù)合材料的研究和開發(fā)。 棉秸皮/聚丙烯復(fù)合材料的研究方興未艾，并將從實驗室走向工程應(yīng)用。此類復(fù)合材料具有環(huán)境友好性，隨著研究的不斷深入及成型加工更加成熟。在如今人們提倡綠色消費、可持續(xù)歷史背景下，必將擁有廣闊的應(yīng)用市場。
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