温度响应型复合材料毕业论文.doc
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1、温度响应型复合材料的制备毕 业 论 文题 目: 温度响应型复合材料 所属系、部 : 纺织系 年级、 专业: 服用材料设计131 姓 名: 陈志珂 学 号: 20130204112004 指 导 教 师: 耿亮 完 成 时 间: 2016年5月 22摘 要摘要水溶性维纶水溶性维纶主要应用在无妨毛巾、织袜、渔网等领域,使用的范围比较的窄小。热固性的环氧树脂除了可以用于涂料、粘合剂也广泛用于复合材料领域。本文研究了制备了水溶性维纶和作为增强体的环氧树脂基固化后形成的复合材料,。该复合材料为热水响应性复合材料。并环氧树脂对水溶性维纶织物固化后形成的新型复合材料。研究了水处理温度、水处理时间及升温过程对
2、水溶性复合材料维纶水溶解度的影响。研究结果表明,在温度一定时,增加水处理时间,水溶性维纶纤维的水溶解度增加;当时间一定时,升高水处理温度,水溶性维纶复合材料的水溶解度增加。采用水溶性维纶纤维试样与水浴同步升温的工艺,水溶性维纶在80完全溶解并且所用时间短。随着时代的发展,温度响应型材料将会应用在更多更多的领域。目前,水溶性维纶主要应用在无妨毛巾、织袜、渔网等领域,使用的范围比较的窄小。伴随科学技术的发展,将水溶性维纶和环氧树脂固化后形成的新型复合材料将会运用在更多更多的领域,使用的范围也比较的宽广。本论文主要研究水溶性维纶和环氧树脂固化后,在水温上升后维纶的溶解情况。关键词:水溶性维纶复合材料
3、;温度;水溶解度;环氧树脂固化“ABSTRAT”the effects of water soluble vinylon fiber and epoxy resin curing after the formation of the composite, epoxy resin for water soluble vinylon fabric is cured after the formation of a new type of composite materials. Study on the effect of water treatment time and heating proc
4、ess of water soluble PVA composite water solubility. Research results show that at certain temperature, and increase water treatment time, water soluble vinylon fiber water solubility increased; when the time is constant, increase water temperature, water soluble vinylon composite water solubility i
5、ncreased. Using water soluble vinylon fiber sample and water bath simultaneous heating process, water soluble vinylon at 80 deg.c for solution completely and in a shorter time. With the development of the times, temperature responsive materials will be applied in more and more fields. At present, wa
6、ter soluble vinylon mainly used in fine towel, hosiery, fishing nets and other fields, compared with the use of a narrow range. With the development of science and technology, water soluble vinylon fiber and epoxy resin curing after the formation of new composite material will use in more and more f
7、ields, the range of use is comparative broad. This paper mainly studies the water soluble vinylon and epoxy resin after curing, dissolved in the water temperature rise after vinylon.Key word:Water soluble PVA composite materials,temperature,Water solubility,time,Curing of epoxy resin3目 录中文摘要1英文摘要2前言
8、31、水溶性维纶的简介、特点、发展情况、应用41.1水溶性维纶的简介41.2水溶性维纶的特点41.3水溶性维纶的发展情况41.4水溶性维纶的生产51.5水溶性维纶的应用52、环氧树脂固方法原理、实验器材、实验注意事项、用途62.1环氧树脂固化的方法原理62.2环氧树脂固化的实验器材82.3环氧树脂固化实验注意事项82.4环氧树脂的用途83、温度响应型复合材料制备前的准备93.1水溶性维纶材料及组织准备94、温度响应型复合材料的制备104.1环氧树脂固化水溶性维纶104.2水溶性维纶溶解104、结论11致谢辞12参考文献12目录注意,需要自动生成,不要自己直接打出来1前 言随着科学技术的进步,社
9、会的发展,温度响应型复合材料将应用在越来越多的领域。随着人们对复合材料的认知的加深,温度响应型复合材料将会迎来大众的喜爱。温度响应性复合材料以及应用领域广,功能性强,将会越来越得到重视。温度响应型复合材料以及优异的透气性能,精致的美观性能,柔软丰满的手感,将以新的面貌和方式出现人们的视野中。温度响应性复合材料实验过程:是由水溶性维纶经环氧树脂固化后,然后将温度达到一定时,增加水处理时间,水溶性维纶纤维的水溶解度增加;当时间一定时,升高水处理温度,水溶性维纶复合材料的水溶解度增加。采用水溶性维纶纤维试样与水浴同步升温的工艺,水溶性维纶在80完全溶解,进而得到一种风格的织物我们得到的复合材料是有其
10、他用途。比如温控阀门。本次实验采用的纱线为80的水溶性维纶,水溶性维纶经小样织机织造后得到长度15cm,宽度为10厘米的平纹组织。所得的平纹组织经环氧树脂固化后得到复合材料。将所得到的复合材料的局部包扎并由水浸泡,将水温不断升高,在水温上升的过程中,复合材料的局部开始溶解,当水温上升到80的时候,复合材料的局部完成溶解,得到一些小的孔洞,进而形成一种织物风格。织物的孔洞能够达到良好的透气性能、精致美观性已经优秀舒适性能。温度响应型复合材料应用了水溶性维纶优秀的水溶解性能,以及经环氧树脂固的原理。水溶性维纶纱线织造的平纹组织需要由环氧树脂固化,否则包扎后平纹组织的局部由水浸泡后,展开包扎出,平纹
11、组织会出现“散架”的状况。本次温度响应型复合材料的实验通过原料的选择、组织结构原理、设计原理、环氧树脂固化、水温的控制等方面的操作,从来得到从而得到温度响应型复合材料,进而满足人们对面料舒适性能、美观性能、透气性能的满足。31、水溶性维纶的简介、特点、发展历史、应用1.1水溶性水溶性维纶的简介维纶1.1.1维纶维纶【1】1是聚乙烯醇缩醛的商品名称,也叫维尼纶。其性能接近棉花,有“合成棉花之称”,是现有合成纤维中吸湿性能最大的品种。维纶在30年代由德国制成,但不耐热水,主要用于外科手术缝线。1939年研制成功热处理和缩醛化方法,才使其成为耐热水性良好的纤维。生产维纶的原料易得,织造成本低廉,纤维
12、强度良好,除用于衣料外,还有多种工业用途。但因为其生产工艺流程较长,纤维综合性能不如涤纶,腈纶和锦纶,年产量较小,所以在面料中的用途较小。维纶的主要成分是聚乙烯醇,但乙烯醇不稳定,一般是以性能稳定的乙烯醇醋酸酯(即醋酸乙烯)为单体聚合,然后将生成的聚醋酸乙烯醇水解得到聚乙烯醇,纺丝后再用甲醛处理,在高分子链中引入六元环结构生成聚乙烯醇缩醛增强其强度。才能得到耐热水的维纶。工业上维纶纤维的制造是将聚乙烯醇溶于水中,制得15%左右水溶液,通过0.07毫米左右孔径的喷丝头,在饱和的硫酸钠水溶液凝固浴中制得纤维,再经拉伸及热处理,提高强度及耐热水性;然后在催化剂硫酸存在下,与甲醛进行缩醛化反应,温度约
13、70,时间2030分钟,经水洗,上油即得维纶纤维。维纶纤维有短纤维、丝束及长丝等品种,其中以棉型短纤维及丝束最为普遍。维纶纤维相对密度1.261.30,软化点220230,水中软化点110;棉型短纤维的纤度1.4旦(定长9000米质量1克为1旦);干湿强度分别为5.4克力/旦、4.3克力/旦,干湿伸度分别为16.5%、17.5%,杨氏模数550千克力/毫米,弹性恢复率(3%)70%。维纶纤维的特点是强度高、韧性好、耐磨、耐酸碱、湿强度高、不怕霉蛀等;缺点是弹性、染色性和尺寸稳定性较差。维纶纤维主要用来制作衣服,也可用于制造各种缆绳,帆布,农用防风、防寒纱布等。维纶学名聚乙烯醇缩甲醛纤维,不易点
14、燃,近焰熔融收缩,燃烧时顶端有一点火焰,待纤维都融成胶状火焰变大,有浓黑烟,散发苦香气味,燃烧后剩下黑色小珠状颗粒,可用手指压碎。本次实验选用的为水温为80就溶解的维纶纤维。1.1.2水溶性维纶的特点概念水溶性维纶是一种很有价值的功能性差别化纤维,水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。水溶性维纶长丝是理想的水溶性纤维,是维纶的特色品种,可有0-100水溶温度,供各种用途使用。它具有理想的水溶温度和强伸度,良好的耐酸耐碱、耐干热性能,溶于水后无味、无毒,水溶液呈无色透明状,在较短的时间内能自然生物降解。水溶性纤维的总拉伸倍数要小于其他纤维,总拉伸倍数的高低可以决定纤维的细度和强度。,所以水溶性纤维的
15、强度很大。1.3水溶性维纶的发展情况自1924年德国哈尔曼和海涅尔博士成功研制聚乙烯醇后,1927年,第一次用于干法纺纱,但由于生产的纤维强度低,因而没有进行工业化生产。在此以后的四十年代由于聚乙烯醇纤维缩醛化的成功研制,使聚乙烯醇纤维得到很大发展,但是,随着其他合成纤维的发展,使性能相对偏差的维纶纤维的发展出现了延缓趋势。由于以前重视了对维纶不溶于水的开发,反而忽视了其溶于水的开发。早在二次世界大战期间,英国首先利用藻朊酸钠的在氯化钙溶液中凝固制成藻朊酸钠水溶性纤维,并实行了工业化生产,因而,以开发维纶纤维的新用途来看,发展和开发维纶纤维的可溶性不失为一个确实可行的办法。维纶纤维是唯一可以溶
16、于水的纤维。日本60年代开始研究水溶性维纶纤维,并由可乐丽公司实习了工业化。四川维尼纶于1990年11月研制成功了水溶性纤维,其生产采用了湿法纺丝生产路线,经原液性能测试,模拟纺丝,再小装置,水溶性纤维对照试验测试,研制成功水溶性温度60-90的纤维,各类指标达到同类先进水平,并接近日本水平。我国在现有在现有维纶纺丝设备基础上,也成功开发了水溶性维纶纤维,并可以形成一定的生产规模,以满足市场需求。1.11.43水溶性维纶的生产【2】水溶性维纶纤维一般是采用未经醛化的维纶纤维,由于分子链中羟基的亲水性,只要具备一定的强力,而且在一定温度下(一般为90以下)溶解。我国生产的水溶性纤维采用PVA17
17、99,并利用维纶湿法纺丝的现有生产装置,通过改变总拉伸倍数及湿热拉伸倍数来达到工艺要求,从生产投资方面来讲,不需要大量资金的投入就可以达到生产水溶性纤维的目的。同时也简化制造过程并缩短生产周期,从而为以后规模化生产打下坚实的基础。水溶性纤维的质量指标比常规维纶的指标要低。应考虑通过改变拉伸比来达到所需指标要求。水溶性纤维的总拉伸倍数要比常规湿法纺丝低。拉伸倍数偏高,使纤维结构紧密和结晶度提高,虽可以提高强度,但由于分子排列紧密,从而使纤维的水溶解性能降低,因而在纺丝过程中,要采用比常规湿法纺丝低的总拉伸倍数。湿法维纶纺丝的纤维拉伸分为湿热拉伸和干热拉伸,而对纤维强度的主要贡献在于干热拉伸,因而
18、在总拉伸倍数确定后,可以通过提高湿拉伸倍数,相应降低干热拉伸倍数,这样就可以使PVA分子排列规整度比常规维纶纺丝要低一些,在保证强力的情况下,是生产的纤维易溶于水,由于水溶性纤维的干强度只有4.0cN/dtex,因而不需要很大的拉伸倍数就可以得到所需的工艺要求。1.41.1.4水溶性维纶的应用1.4.1(1)无捻毛巾用水溶性维纶长丝生产的无捻绒毛毛巾具有手感丰满、柔和、高吸水性等特点。这种毛巾具有不割绒但微微发光的特点,目测和手感像丝绒毛巾一样,十分高档。1.4.2(2)渔网用水溶性长丝作为分离纱代替普通牵伸纱时,网体就很容易变成单片,只需将其放在足够的热水或沸水中,清除即可。这样,渔网的宽度
19、可按照设计容易的获得,而不会有手工拉伸带来的麻烦。可以生产高质量渔网,提高劳动效率。1.4.2(3)精细窄花边织物【3】将水溶性长丝织入要分离的两窄花边织物之间,在织造完成后,水溶性长丝在染色或漂白的过程中溶去。随后,通过手工整理窄花边上的意外牵伸纱线,可以获得美观、舒爽的花边,同时可以提高生产效率,减少产品损伤。1.4.3(4)羊毛面料羊毛面料上用水溶性维纶长丝可以提高织造效率,增加纱线轻度,减少纱线绒毛,同时可以给与纱线特殊的弱捻或无捻鲜果、起皱效果、装饰效果图案。水溶性长丝和羊毛纱按照最终用途要求加上适当捻度然后做经纱、纬纱,或者在经纱和纬纱中都使用,随后织布,在后处理过程中,水溶性维纶
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