基本信息
- 項目名稱：
- 棉秸皮纖維/聚丙烯復合材料的制備及性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 為了充分利用農業(yè)廢棄資源，實現政府提出的“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”目標，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與工藝, 以及棉桿皮纖維紡織應用價值 。為棉桿資源的應用開辟一條新的途徑, 為紡織工業(yè)以與其它產業(yè)聯合開發(fā)一種新型天然纖維素纖維作為增強材料的復合材料，即棉秸皮纖維/聚丙烯復合材料。
- 詳細介紹：
- 1.第一步進行預處理：新鮮棉桿經脫枝、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/聚丙烯復合材料的制備：用經預處理后的棉秸皮纖維和聚丙烯纖維以不同質量比例混合，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.第三步對復合材料性能進行研究：對于制得的復合材料，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，進一步研究該復合材料的力學性能和彎曲性能。 4.第四步研究該復合材料的用途：通過對棉秸皮纖維/聚丙烯復合材料的性能研究，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合材料作進一步的研究，設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與工藝, 以及棉桿皮纖維紡織應用價值 。②為棉桿資源的應用開辟一條新的途徑, 為紡織工業(yè)以與其它產業(yè)聯合開發(fā)一種新型天然纖維素纖維作為增強材料的復合材料，即棉秸皮纖維/聚丙烯復合材料。 2．基本思路：在脫膠、柔軟、紡紗的基礎上，開發(fā)棉秸皮纖維/聚丙烯復合材料的制備方法，并研究其性能。
科學性、先進性及獨特之處
- 1．科學性：通過之前對棉秸皮纖維研究發(fā)現其與麻的外觀形態(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合材料的力學性能得到改善 3．獨特之處：①棉秸桿纖維屬于天然韌皮纖維，其性能指標與麻相近。②棉秸皮纖維是棉副產品中最多的一種，且屬于廢棄物的回收利用
應用價值和現實意義
- 棉秸皮纖維/聚丙烯復合材料可應用于汽車內飾材料，建筑填充材料等。隨著現代社會的不斷發(fā)展，其復合材料也必將具有更大的經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。
學術論文摘要
- 為了充分利用農業(yè)廢棄資源，實現“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會”的目標，在研究棉秸皮纖維的脫膠、漂白、紡紗等工藝基礎上，本課題利用脫膠后的棉秸皮纖維與聚丙烯復合，開發(fā)出棉秸皮纖維/聚丙烯復合材料。通過改變纖維長度，模壓溫度，熱壓壓力以及復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/聚丙烯復合材料進行相關的力學性能測試，最后得出最優(yōu)化的生產工藝。本研究為棉秸皮資源的應用開辟了一條新的途徑，為復合材料中增強纖維提供了新的品種。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- [1]楊長德,棉桿-紙板工業(yè)的優(yōu)質原料[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]化學世界.1996 (12):652. [3]中國熱帶農業(yè)科學院科技處.我國菠蘿葉的綜合開發(fā)利用[J]中國熱帶農業(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合材料[J].復合材料學報,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品中產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性能較低。現將棉秸皮纖維/聚丙烯復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濟效益。 經有關科研人員的研究，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過多年的開發(fā)研究，現已成功研發(fā)出棉秸皮生產天然紡織的新技術，并將棉秸皮加工成脫膠纖維、單質紗高附加值的新產品。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。 在農作物秸稈綜合應用方面有如下研究報道[3-7]。中國熱帶農業(yè)科學研究院的菠蘿葉的綜合開發(fā)利用，北京理工大學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品，昆明理工大學利用黃麻桿制備活性炭材料，香港理工大學、澳大利亞Deakin 大學研究椰纖維增強水泥基復合材料，印度利用椰纖維開發(fā)紡織新型紗線以及產業(yè)紡織品，日本清紡公司已獨自開發(fā)出香蕉纖維的生產技術，并利用香蕉纖維開發(fā)出了牛仔服，美國科學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。天然纖維復合材料開發(fā)有麻類纖維作為紡織原料和復合材料的增強材料，但目前國內尚無對棉秸皮纖維復合材料的研究和開發(fā)。 棉秸皮/聚丙烯復合材料的研究方興未艾，并將從實驗室走向工程應用。此類復合材料具有環(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，必將擁有廣闊的應用市場。
