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基本信息

项目名称:
竹纤维/聚合物基复合家用装饰板的开发
小类:
能源化工
简介:
开发一种新型家居装饰用板材,以代替目前广泛使用的木质材料和塑料材料,扩大竹纤维的应用领域,为绿色环保纺织复合材料的开发和应用做贡献。 从竹纤维的化学结构、成分分析入手,优化树脂基体种类、竹纤维增强体的结构形式及复合材料制作工艺,制备竹纤维/聚合物基复合材料,并分析材料的性能特点。
详细介绍:
本论文主要研究以可生物降解的竹纤维作为增强体,环氧树脂为基体的竹纤维复合材料家用装饰板开发。根据实验条件,选取了热轧温度、纤维含量、增强纤维种类三个因素,利用L9(34)正交实验法进行实验,探讨了竹纤维复合材料的制备方法和工艺条件。通过测试,比较了不同条件下的复合材料弯曲、拉伸、冲击性能的差异。实验结果表明:竹/黄麻混合纤维复合材料板可极大改善纯竹、黄麻复合材料的性能,且竹/麻混合,纤维含量为10%时复合材料综合力学性能较好。 热轧温度、纤维含量、增强纤维种类对复合材料板的性能均有影响,且增强纤维的种类影响最大。竹纤维环氧树脂复合材料制备的较优工艺条件是:竹/麻混合增强纤维,纤维含量10%,热轧温度、压力和时间分别为:45℃、0.1Mpa、1h。竹纤维增强环氧树脂基复合材料具有比强度、比刚度高的良好力学性能。

作品专业信息

设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标

研究目的: 开发一种新型家居装饰用板材,以代替目前广泛使用的木质材料和塑料材料,扩大竹纤维的应用领域,为绿色环保纺织复合材料的开发和应用做贡献。 基本思路: 从竹纤维的化学结构、成分分析入手,优化树脂基体种类、竹纤维增强体的结构形式及复合材料制作工艺,制备竹纤维/聚合物基复合材料,并分析材料的性能特点。 近年来,环境恶化、资源缺乏和能源危机使人类认识到保护环境和有效利用资源的重要性和迫切性。开发多功能、少污染、低能耗、长寿命的新型纺织复合材料成为复合材料开发的新趋势。现在,关于可降解绿色纺织复合材料的研究成为复合材料研究的新热点。 本课题研究开发新型结构竹纤维复合材料板材,用于家居装饰领域,其研究内容符合新材料开发发展趋势及节能环保的要求,具有一定的科学性、先进性及创新性。

科学性、先进性

竹纤维具有强度大、刚度好、耐磨损、可降解等特性,而且竹纤维生长周期短、价廉质轻,在我国资源丰富,因此是较为理想的绿色复合材料增强用材。目前国内外对竹纤维复合材料的研究都有一定的报道,但竹纤维增强复合材料在实际生产、生活中的应用还较少。

获奖情况及鉴定结果

作品所处阶段

结题阶段

技术转让方式

作品可展示的形式

论文

使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测

现在,关于利用竹纤维、纱线或织物作为增强材料的聚合物基热固型纺织复合材料的开发和产品的实际应用还较少。因此利用竹纤维的优良力学性能和纤维材料的柔性特点,制备竹纤维聚合物基复合材料板材用于家用装饰领域,可代替现在大量使用的木制或塑料板材,有利于节约资源、减少环境污染,所以该课题的研究是非常有意义的。 竹纤维具有生长周期短、价廉质轻、力学性能优良、可自然降解等特点,因此竹纤维是开发绿色环保复合材料的理想增强用纤维材料。本课题的研究内容符合当代新材料开发的发展趋势及节能环保的要求,产品具有广泛的应用领域,具有一定的经济及社会效益。

同类课题研究水平概述

由于竹纤维生长周期短、价廉质轻,资源丰富,力学性能优良,而且可生物降解,是较为理想的增强用纤维材料,广泛应用于生活用品和建筑辅助材料等方面。关于竹纤维复合材料的研究,及其在工程领域的应用国内外都有一定的报道,但我国在这方面还处于研究初期,且大多为对竹板材的加工和利用。如我国最早开发的竹材人造板是四川的竹编胶合板,主要用作包装箱板和建筑模板。80年代后期,湖南开发了竹席竹帘胶合板作建筑模板,浙江开发了竹材层压板作车厢底板,南京林业大学开发了竹材胶合板作车厢底板和建筑模板。进入90年代后,各地相继开发了高强覆膜竹胶板和竹地板,均已形成较大的生产规模,广泛使用在建筑模板和室内装饰上。竹模板的种类主要有:高强度竹胶合板水泥模板、竹编胶合板模板、饰面竹基材混凝土模板、竹材碎料板模板和高强覆塑竹胶板模板等。 目前关于竹纤维绿色复合材料的研究,主要是制备竹纤维及竹粉和生物降解树脂的复合材料,并分析力学性能。如资料报道,Goda等人以竹纤维为强化材,淀粉基生物降解树脂CP-300为基材,利用热压成型制备的绿色复合材料拉伸强度可与工程塑料相匹敌。Takagi等利用竹粉和生物降解树脂制备的复合材料,经实验测试显示,其拉伸和弯曲强度随着竹粉质量分数的增加而逐步提高。 现在,关于利用竹纤维、纱线或织物作为增强材料的聚合物基热固型纺织复合材料的开发和产品的实际应用还较少。因此利用竹纤维的优良力学性能和纤维材料的柔性特点,制备竹纤维聚合物基复合材料板材用于家用装饰领域,可代替现在大量使用的木制或塑料板材,有利于节约资源、减少环境污染,是非常有意义的。
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