本文關(guān)鍵詞：硫磺混凝土用聚丙烯纖維料的制備及性能研究

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【摘要】：硫磺混凝土是一種性能獨(dú)特的熱塑冷固性復(fù)合材料,具有巨大的開發(fā)應(yīng)用前景。本文通過向硫磺混凝土中摻入改性聚丙烯纖維的方法,解決其抗裂性能較差的固有缺點(diǎn)并進(jìn)一步提高其力學(xué)強(qiáng)度。通過對聚丙烯纖維材料進(jìn)行復(fù)合改性研究,制備出改性聚丙烯纖維,為提高改性纖維中的填充硫磺與聚丙烯之間的相容性,采用熔融接枝法制備了相容劑硫磺接枝聚丙烯(PP-g-S)。(1)采用熔融接枝法制備了改性聚丙烯纖維用的相容劑PP-g-S,采用FTIR,1H-NMR、接枝率對該相容劑進(jìn)行表征;討論了相容劑對改性聚丙烯纖維材料的影響,硫磺用量對改性聚丙烯纖維材料的加工流變行為、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和形貌的影響。實(shí)驗(yàn)表明在180℃下熔融密煉30min制得的相容劑接枝率最高為1.79%。用制備出的相容劑改性PP,制得的PP/PP-g-S/S復(fù)合改性纖維材料,其力學(xué)性能和硫磺的分散性都有明顯改善。隨著硫磺用量的增加,PP/PP-g-S/S改性纖維材料的熔融指數(shù)呈逐漸降低的趨勢,復(fù)數(shù)黏度(η*)逐漸增大,熔體呈假塑性流體特征;硫磺和相容劑的加入還使PP/PP-g-S/S復(fù)合材料結(jié)晶度達(dá)到56.93%,由偏光顯微鏡圖片知硫起到了一定的誘導(dǎo)成核的作用。(2)采用改性纖維材料的最佳配方進(jìn)行熔融紡絲制得了改性PP纖維,再將紡制的纖維短切、摻入硫磺混凝土中進(jìn)行增強(qiáng)阻裂研究。實(shí)驗(yàn)表明:改性后的纖維表面明顯均勻附著有一些硫磺顆粒,摻入2wt%的10mm短切纖維增強(qiáng)硫磺混凝土達(dá)到了最佳的抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度。對纖維增強(qiáng)硫磺混凝土的拔拉破壞模型和破壞機(jī)理進(jìn)行了探討,并用拔拉實(shí)驗(yàn)和纖維混凝土斷面掃描電鏡驗(yàn)證了改性纖維與硫磺混凝土間親和性較好,界面粘附牢固。
【關(guān)鍵詞】：硫磺混凝土 纖維混凝土 聚丙烯接枝硫磺 聚丙烯纖維
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU528;TQ342.62
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 引言9-10
• 1.2 硫磺混凝土國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 硫磺混凝土的發(fā)展及其改性研究10-12
• 1.2.2 改性硫磺混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 纖維增強(qiáng)混凝土的作用機(jī)理研究13-15
• 1.3.1 纖維間距理論13-14
• 1.3.2 復(fù)合材料力學(xué)理論14-15
• 1.4 改性聚丙烯纖維的發(fā)展現(xiàn)狀15-20
• 1.4.1 聚丙烯及聚丙烯纖維概述15-16
• 1.4.2 聚丙烯纖維的應(yīng)用16
• 1.4.3 聚丙烯纖維的改性16-17
• 1.4.4 聚丙烯纖維改性方法17-19
• 1.4.5 改性含硫聚丙烯纖維的相容劑制備19-20
• 1.5 課題研究目的意義及研究的內(nèi)容20-22
• 1.5.1 課題研究目的意義20
• 1.5.2 主要研究內(nèi)容20-21
• 1.5.3 本課題的主要創(chuàng)新點(diǎn)21-22
• 第2章 含硫聚丙烯纖維材料的改性研究22-45
• 2.1 前言22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)主要原料23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器設(shè)備23-24
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方案及樣品制備24-25
• 2.2.4 測試與結(jié)構(gòu)表征25-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-44
• 2.3.1 相容劑PP-g-S的反應(yīng)機(jī)理27-28
• 2.3.2 相容劑PP-g-S的制備與表征28-31
• 2.3.3 相容劑PP-g-S對改性聚丙烯復(fù)合材料的影響31-33
• 2.3.4 硫磺用量對PP/PP-g-S/S改性纖維材料的加工流變行為的影響33-37
• 2.3.5 硫磺對PP/PP-g-S/S復(fù)合纖維料的結(jié)晶性能和形貌的影響37-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第3章 改性PP纖維的制備及增強(qiáng)硫磺混凝土的研究45-60
• 3.1 引言45
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分45-51
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)主要原料45-46
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器46
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)樣品的制備46-48
• 3.2.4 纖維增強(qiáng)硫磺混凝土實(shí)驗(yàn)操作注意事項(xiàng)48-49
• 3.2.5 測試與表征49-51
• 3.3 結(jié)果與討論51-59
• 3.3.1 紡絲溫度對單絲纖維可紡性的影響51-52
• 3.3.2 改性前后纖維的形貌對比分析52
• 3.3.3 改性纖維對硫磺混凝土力學(xué)性能的影響52-54
• 3.3.4 纖維增強(qiáng)硫磺混凝土的拔拉模型及破壞機(jī)理探討54-58
• 3.3.5 纖維與硫磺混凝土的界面作用形貌58-59
• 3.4 本章小結(jié)59-60
• 第4章 全文總結(jié)與展望60-62
• 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-69
• 附錄69

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本文編號：722095