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玄武岩连续纤维的产业化开发

建筑材料学报 2005年第3期8卷 261-267页

作者：许淑惠彭国勋党新安陕西科技大学陕西咸阳712081

全面介绍了国内外玄武岩连续纤维开发与生产的进展.对我国当前玄武岩连续纤维产业化过程中的工艺、设备、原料的开发,玄武岩连续纤维的性能、应用前景及其技术经济指标等问题进行了分析.

关键词：玄武岩连续纤维玻璃纤维产业化开发工艺设备性能应用技术经济指标

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玄武岩连续纤维的基本特性

纺织学报 2005年第5期26卷 120-121页

作者：崔毅华嘉兴学院浙江嘉兴314001

对玄武岩连续纤维的化学成分及物理化学性能进行了研究分析,为开发新一代产业用纺织品提供依据。

关键词：玄武岩连续纤维增强纤维化学成分性能

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玄武岩连续纤维成形漏嘴的研究

兰州理工大学学报 2007年第6期33卷 61-64页

作者：赵雪妮党新安任威朱红霞陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021

以玄武岩矿石为原料生产连续纤维,对玄武岩连续纤维成形所用漏嘴材料、结构及尺寸进行研究.实验结果表明,耐热不锈钢能替代昂贵的铂铑合金作为实验用漏嘴材料,采用孔径为4 mm,高度为13 mm的直角台阶式漏嘴结构,既符合连续纤维成形时的... 详细信息

以玄武岩矿石为原料生产连续纤维,对玄武岩连续纤维成形所用漏嘴材料、结构及尺寸进行研究.实验结果表明,耐热不锈钢能替代昂贵的铂铑合金作为实验用漏嘴材料,采用孔径为4 mm,高度为13 mm的直角台阶式漏嘴结构,既符合连续纤维成形时的流动特点,便于成形连续纤维,又能满足定位要求,防止侧漏.用此漏嘴研究连续纤维成形技术,极大地降低纤维的生产成本.

关键词：玄武岩连续纤维漏嘴材料结构

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玄武岩连续纤维的性能及其应用

棉纺织技术 2008年第11期36卷 62-64页

作者：赵明良唐佃花山东省德州学院

玄武岩连续纤维是以纯天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后放进池窑中，经1450℃～1500℃的高温熔融后，通过喷丝板拉伸成连续纤维。玄武岩连续纤维外表呈光滑的圆柱状，截面呈完整的圆形，结构类似于玻璃纤维。玄武岩熔化过程中无有害... 详细信息

玄武岩连续纤维是以纯天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后放进池窑中，经1450℃～1500℃的高温熔融后，通过喷丝板拉伸成连续纤维。玄武岩连续纤维外表呈光滑的圆柱状，截面呈完整的圆形，结构类似于玻璃纤维。玄武岩熔化过程中无有害气体排出，纤维可自动降解成为土壤的母质，具有较好的环保性和可持续性。

关键词：玄武岩连续纤维应用性能矿石破碎高温熔融玻璃纤维有害气体熔化过程

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玄武岩连续纤维及其混杂复合材料性能评价

玄武岩连续纤维及其混杂复合材料性能评价

作者：魏斌哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文对一种玄武岩连续纤维的化学组成、晶体结构、表面特性、力学性能、耐化学腐蚀性等进行了表征分析。采用等离子体发射光谱测试方法(ICP-AES),分析了玄武岩纤维的化学组成,其主要由SiO、AlO、CaO、MgO、FeO、、NaO、KO、TiO等氧化物... 详细信息

本文对一种玄武岩连续纤维的化学组成、晶体结构、表面特性、力学性能、耐化学腐蚀性等进行了表征分析。采用等离子体发射光谱测试方法(ICP-AES),分析了玄武岩纤维的化学组成,其主要由SiO、AlO、CaO、MgO、FeO、、NaO、KO、TiO等氧化物组成。采用X射线衍射技术分析发现玄武岩岩石为晶态结构,而经熔融、拉丝转变为连续玄武岩纤维时,纤维呈非晶态结构,具有近程有序远程无序的结构特征。采用扫描电子显微镜对玄武岩纤维的表面特性进行了表征分析,发现其表面光滑,截面为圆柱状。对玄武岩纤维密度进行分析,发现纤维中含FeO量较多时纤维其密度较大,而且Fe含量的高低会直接影响纤维颜色的深浅。对玄武岩纤维束丝拉伸性能和纤维断裂强度进行分析,发现玄武岩纤维的抗拉强度和断裂强度均在一定程度上决定于纤维中网络形成体SiO和AlO的含量。分析玄武岩纤维的耐腐蚀性能发现其具有优异的耐酸碱腐蚀特性,尤其是其耐酸性能更佳。在强酸条件腐蚀一小时情况下其强度保持率仍维持在50%以上。此外对玄武岩纤维的酸碱腐蚀机理进行了分析,发现其腐蚀机理有所不同。酸与玄武岩纤维的作用是玄武岩纤维中成分的部分溶出。而碱与玄武岩纤维作用时首先生成Ca(OH)2,其次Ca(OH)2与玄武岩纤维作用生成了新物质—水化硅酸钙。这一反应破坏了玄武岩纤维的结构,使纤维失去了原来的力学性能。在此研究的基础上,采用模压工艺制备了玄武岩纤维增强层合板和玄武岩纤维混杂增强层合板,并对其力学性能和热性能进行了分析。结果表明玄武岩纤维增强层合板不但力学性能较佳,而且是一种优良的绝热保温材料;玄武岩纤维混杂增强层合板不但力学性能较为优异,而且在某些力学方面由于混杂效应的作用,其性能更为突出。与碳纤维增强复合材料相比,混杂增强复合材料综合性能更加优越,且成本更低。此外,复合材料界面性能还有待进一步改善。通过以上的研究阐明了玄武岩连续纤维的结构、性能特性以及在混杂增强复合材料中的应用,为其进一步广泛应用提供了实验依据和理论依据。

关键词：玄武岩连续纤维结构性能界面性能混杂增强

玄武岩连续纤维增强树脂及增强结构用胶合板的研制

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玄武岩连续纤维增强树脂及增强结构用胶合板的研制

作者：丁杰北京林业大学

学位级别：硕士

利用玄武岩连续纤维增强塑料(BFRP:Basalt Fiber Reinforced Polymer)增强木制材料,可以克服木制材料固有的缺陷,提高木材的使用价值,实现劣质木材的优化利用,大大拓宽木制材料在建筑领域,包括建筑以及桥梁等基础设施上的应用。本论文... 详细信息

利用玄武岩连续纤维增强塑料(BFRP:Basalt Fiber Reinforced Polymer)增强木制材料,可以克服木制材料固有的缺陷,提高木材的使用价值,实现劣质木材的优化利用,大大拓宽木制材料在建筑领域,包括建筑以及桥梁等基础设施上的应用。本论文主要进行了三个方面的研究:(1)采用正交试验设计,考察了成型工艺参数(温度、压力、时间)对玄武岩连续纤维增强酚醛树脂复合材料(PF-BFRP)主要力学性能的影响;(2)考察了环氧树脂含量对玄武岩连续纤维增强环氧树脂复合材料拉伸性能的影响;(3)进行了玄武岩连续纤维增强结构用胶合板的研制。得出如下结论:(1)成型工艺参数(温度、压力、时间)对于PF-BFRP复合材料的弯曲性能的影响大小次序为压力>时间>温度,其中压力对弯曲性能的影响最为明显;各项工艺参数对于PF-BFRP复合材料的拉伸性能的影响均不明显。PF-BFRP复合材料的最佳工艺参数温度为180℃、热压压力为7MPa、热压时间为40min。采用此工艺条件所制得的PF-BFRP复合材料的弯曲强度为465MPa,弯曲模量为13.5GPa,拉伸强度为196.4MPa,拉伸模量为9.4GPa。(2)玄武岩连续纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸强度随树脂含量的增加,先上升后下降,拉伸模量随树脂含量的增加而逐渐降低。当树脂含量为40%-45%时,玄武岩连续纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸性能较佳,对应的拉伸强度为250MPa左右,拉伸模量为12GPa左右。(3)采用玄武岩连续纤维增强结构用胶合板是可行的,在不同组坯方式下,增强后的复合板与普通结构用胶合板相比,弯曲强度提高了1～2倍。其中二次成型的三层玄武岩连续纤维增强酚醛树脂/HMR处理结构用胶合板的弯曲强度由未增强前的50MPa增加到130MPa.(4)木材表面经偶联剂HMR处理,可以大大提高了BFRP/木材复合材料的胶接性能。

关键词：玄武岩连续纤维 BFRP BFRP/结构用胶合板复合材料 HMR 工程木制材料

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玄武岩连续纤维专用浸润剂的研究

玄武岩连续纤维专用浸润剂的研究

作者：姜雪哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

玄武岩纤维作为一种新型绿色高性能纤维,虽然已在我国实现了初级产业化,但是在其生产过程中尚存在一些亟待解决的技术问题,其中专用浸润剂的研制问题一直未得到解决。本研究主要针对玄武岩纤维的制备过程与性能特点进行玄武岩纤维专用... 详细信息

玄武岩纤维作为一种新型绿色高性能纤维,虽然已在我国实现了初级产业化,但是在其生产过程中尚存在一些亟待解决的技术问题,其中专用浸润剂的研制问题一直未得到解决。本研究主要针对玄武岩纤维的制备过程与性能特点进行玄武岩纤维专用浸润剂的研制,以期为玄武岩纤维生产企业提供性能优异的浸润剂满足实际生产与应用的需要。在玄武岩连续纤维的生产过程中,为了提高纤维的品质,应尽量避免生产过程中对纤维的磨损,同时对于不同的应用要求需要纤维具有不同的表面性能,因此在生产过程中一般需要对纤维表面进行油剂涂敷,行业叫浸润剂。浸润剂的使用一方面可以起润滑保护作用避免纤维表面受损,其二还可以改善纤维单丝间的相互作用,提供一定的集束作用,其三可以通过浸润剂自身结构设计,改善纤维表面性能,以满足不同需求的应用。本文采主要以环氧型乳液和水性聚氨酯乳液为主成膜剂,并与匹配的助剂组合,配制成相应的浸润剂浆料,在纤维拉丝过程中进行表面涂覆。通过对浸润剂本身性质的表征以及涂覆前后纤维力学性能如断裂强力,复丝拉伸性能以及复合材料层间剪切强度等性能进行分析,优化浸润剂配方,综合评价每种浸润剂配方的特点及作用机理。在此基础上,进一步对浸润剂配方进行改性,向浸润剂有机乳液中添加改性的无机纳米粒子,再用经无机粒子改性后的浸润剂对纤维进行表面处理,测试纤维的断裂强力以及层间剪切强度,对改性后的浸润剂处理纤维的能力进行综合评价。研究结果表明,环氧型浸润剂中由于主成膜剂中含有反应性活泼的环氧基团以及极性羟基等,具有较好的粘接性和集束性,同时浸润剂中其它助剂对环氧树脂的粘结性也能有一定的影响,浸润剂成膜后膜粘度较高,纤维的集束性好。以环氧型乳液为主成膜剂的浸润剂处理后,纤维的断裂强力高,其复合材料的力学性能也有一定程度上有所提高。在该浸润剂处理下,纤维适用于对强度要求高的应用领域。聚氨酯型浸润剂中含有强极性的异氰酸酯基团,对单纤维的粘结集束性好,同时聚氨酯分子中又有醚基和酯基作为分子链中的软段和硬段,可以实现膜的韧性设计,单纤维间主要是靠分子间范德华力集束,集束强度弱,但树脂易于浸入其中,使纤维能充分被浸润,从而其复合材料的力学性能大大提高。而这几种类型的浸润剂对纤维的表面改性都是基于成膜剂本身的一些化学基团的作用,对纤维的表面形貌并没有明显的影响。更进一步的研究是对浸润剂进行改性,在浸润剂中添加经偶联剂改性的二氧化硅纳米粒子,纤维通过这种改性浸润剂涂覆后,纤维的表面附了无机纳米级的粒子,而无机粒子不是简单的粘结在纤维的表面,而是通过偶联剂链接在纤维表面,这样在与树脂复合时,使得纤维与树脂基体之间的结合力大大增强,提高界面间作用力,对提高纤维复合材料的性能起到更大的作用。

关键词：玄武岩连续纤维浸润剂环氧乳液聚氨酯乳液二氧化硅纳米粒子