發(fā)布時(shí)間：2020-08-20 22:15

【摘要】：竹纖維制備技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,形成了以蒸煮碾壓法、梳解法等為主體的天然長(zhǎng)竹纖維生產(chǎn)格局。這些制備方法雖各具特色,但加工方法普遍存在工藝復(fù)雜,生產(chǎn)效率低下,竹材利用率偏低,纖維生產(chǎn)質(zhì)量不穩(wěn)定,加工過(guò)程不清潔,能耗較大,環(huán)境污染問(wèn)題較突出等諸多問(wèn)題,生產(chǎn)出的竹纖維分離度較低,纖維粗、短、硬,其均勻度、長(zhǎng)度、細(xì)度、強(qiáng)度等指標(biāo)不僅達(dá)不到紡織用纖維的要求,甚至還不能滿(mǎn)足制備復(fù)合材料、非織造材料的要求。基于以上原因,姚文斌等人提出了一種竹材脫層成纖的制作裝置及方法,該方法充分利用竹材沿壁厚方向纖維分布不均等特性,迫使竹片受到彎曲、擠壓和拉伸的組合變形破壞,導(dǎo)致竹片產(chǎn)生幾何非線性大變形作用以實(shí)現(xiàn)竹材中纖維與基體組織中產(chǎn)生裂紋并隨著裂紋的不斷擴(kuò)展,纖維與基體脫層剝離,竹纖維束得以提取,該制作過(guò)程簡(jiǎn)單易行,且生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保無(wú)污染,而且竹材結(jié)構(gòu)能受到均勻的擠壓彎曲組合變形,使獲得的竹纖維(束)具有彈性好、韌性佳,纖維細(xì)度、均勻性好突出的特點(diǎn)。本文在前述開(kāi)纖裝置及方法的基礎(chǔ)上,研制出竹片翻卷脫層成纖試驗(yàn)機(jī),基于竹材非均勻生物結(jié)構(gòu),使經(jīng)過(guò)軟化的竹片通過(guò)彎曲翻卷反拉脫層成纖方法直接分離出物理性能較好的天然長(zhǎng)竹纖維。論文通過(guò)竹材的橫紋徑向抗彎實(shí)驗(yàn)并結(jié)合纖維體積分?jǐn)?shù),建立竹材宏觀力學(xué)性能與纖維體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系為建立開(kāi)纖力學(xué)模型提供依據(jù),通過(guò)建立層間脫粘破壞應(yīng)變模型、界面脫粘和基體破壞力學(xué)模型獲得竹片翻卷反拉脫層成纖的條件,并通過(guò)試驗(yàn)確定了最佳的軟化工藝、開(kāi)纖參數(shù)和竹材材料性能,揭示竹材開(kāi)纖的規(guī)律。其中主要研究?jī)?nèi)容和取得的成果如下:(1)通過(guò)對(duì)不同竹齡、部位和層次的毛竹橫紋抗彎試驗(yàn),并輔以顯微和圖像自動(dòng)識(shí)別處理技術(shù),通過(guò)混合定律計(jì)算得到纖維與基體的力學(xué)性能,其纖維與基體的力學(xué)性能相差較大。確定了竹子具有單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的特性,為竹材的損傷破壞機(jī)理論分析提供依據(jù)。(2)將竹材視為天然的單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,對(duì)竹材的破壞損傷過(guò)程進(jìn)行理論分析。根據(jù)竹材層和結(jié)構(gòu)建立層間脫粘破壞力學(xué)模型,并運(yùn)用應(yīng)變能釋放率解析法和剪切滯后法,構(gòu)建纖維與基體界面脫粘、基體破壞模型。三種模型較為系統(tǒng)的揭示了竹片翻卷反拉脫層成纖的機(jī)理,為竹片翻卷反拉實(shí)驗(yàn)研究提供理論支撐。(3)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究竹片翻卷脫層成纖的影響因素,分析軟化條件、翻卷半徑和不同竹種、部位對(duì)竹材分離成纖的影響。實(shí)驗(yàn)表明:3%的堿濃度和4mm的翻卷半徑有利于提取物理性能較好的竹纖維,提取得到的竹纖維分離度、細(xì)度、細(xì)度標(biāo)準(zhǔn)差、拉伸強(qiáng)度分別為84%、144.3μm、43.5μm、32.1MPa。纖維含量較高的竹梢部有利于減少纖維表面的基體組織,從而提高纖維物理指標(biāo),竹梢部提取纖維的平均分離度、細(xì)度、拉伸強(qiáng)度分別比竹根部提高了30.7%、34.1%、21.1%。三種竹材中,毛竹纖維平均分離度78.3%高于慈竹和黃竹的62.7%、56.6%;而慈竹和黃竹的平均纖維細(xì)度為143.7μm、137.1μm,優(yōu)于毛竹纖維的158.7μm;竹種間的生物差異性造成單纖維排列方式不同,從而影響竹纖維束的拉伸強(qiáng)度,毛竹、慈竹和黃竹纖維平均拉伸強(qiáng)度分別為27.3、23.7、23.0MPa。
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S781.9
【圖文】：

圖 1.1 竹地板Figure1.1 bamboo flooring 21 世紀(jì)后，中國(guó)的新竹產(chǎn)品和技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，竹產(chǎn)品加了巨大的突破和創(chuàng)新。在竹材加工設(shè)備領(lǐng)域，加工的機(jī)械化程度進(jìn)一步的提升；在竹材加工技術(shù)領(lǐng)域，化學(xué)改性技術(shù)更加環(huán)保；方面，竹產(chǎn)品逐漸取代了木制產(chǎn)品，推動(dòng)了竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)竹材代替一些生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)的木材，這有利于天然林禁伐和退耕竹產(chǎn)業(yè)已成為我國(guó)一項(xiàng)重大的新興的產(chǎn)業(yè)，為我國(guó)竹林山區(qū)經(jīng)濟(jì)工技術(shù)的提高發(fā)揮著重要作用[18]。為薄壁中空的類(lèi)圓柱體形態(tài)，單位面積實(shí)際運(yùn)輸量少，造成運(yùn)輸距離運(yùn)輸。且竹子中的蛋白質(zhì)、淀粉等成分，長(zhǎng)時(shí)間存放易霉變資源主要分布在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的貧困的山區(qū)，一方面，崎嶇的山機(jī)械式砍伐，采用人工砍伐作業(yè)的方式，不僅效率低下而且增加方面，山區(qū)不便利的道路，不利于竹材和竹產(chǎn)品對(duì)外運(yùn)輸，限制]。盡管竹產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)近 30 年的發(fā)展，但是我國(guó)竹產(chǎn)業(yè)整體水平還是

圖 1.2 竹漿纖維與竹原纖維Figure 1.2 Bamboo pulp fiber and Bamboo fiber對(duì)竹纖維的提取，臺(tái)灣省和日本起步較早，因當(dāng)時(shí)提取水平較低，較粗且均勻性較差，主要被用作于簡(jiǎn)單的墊芯材料[25]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究與制備方法上取得許多突破和進(jìn)展，其推動(dòng)了竹纖維產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)天然竹纖維被廣泛應(yīng)用于家具、紡織、建筑建材等領(lǐng)域[26-32]。

圖 1.2 竹漿纖維與竹原纖維Figure 1.2 Bamboo pulp fiber and Bamboo fiber維的提取，臺(tái)灣省和日本起步較早，因當(dāng)時(shí)提取水平較低，制備性較差，主要被用作于簡(jiǎn)單的墊芯材料[25]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)竹方法上取得許多突破和進(jìn)展，其推動(dòng)了竹纖維產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。被廣泛應(yīng)用于家具、紡織、建筑建材等領(lǐng)域[26-32]。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張力鳴;;快樂(lè)的一天[J];小星星(低年級(jí)版);2018年10期

2 陳珍珍;;就在那里[J];初中生世界;2016年46期

3 德永直;;馬[J];初中生;2017年17期

4 起金花;;大姐[J];金沙江文藝;2017年09期

5 李良旭;;有一種健身能把郁悶和煩惱統(tǒng)統(tǒng)放飛[J];中國(guó)老年;2017年16期

6 王國(guó)富;劉一山;;降低竹片損耗的措施[J];紙和造紙;2013年11期

7 曹涌泉;自制竹片集膠器[J];中國(guó)養(yǎng)蜂;2003年04期

8 范仔，許若璇，楊?lèi)?ài)和;碎單板－竹片平行膠合材的研究[J];木材工業(yè);1995年01期

9 羅德春;;礦用單軸篩篩選竹片效果好[J];紙和造紙;1990年01期

10 洪中立;蘆曉寧;;竹片水泥板工藝的初步研究[J];林業(yè)科技開(kāi)發(fā);1988年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 曾竟成;肖加余;王春齊;王興業(yè);劉鳳榮;;竹片仿形編織物增強(qiáng)不飽和聚酯船體研制[A];’2000中國(guó)工程塑料加工應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2000年

2 陳玲;江澤慧;黃曉東;任海青;;風(fēng)電葉片復(fù)合材料炭化竹片樹(shù)脂浸漬量的研究[A];林木機(jī)械裝備與循環(huán)經(jīng)濟(jì)論壇論文集[C];2008年

3 蔡衡;王丹;孟強(qiáng);馬韌;;竹片格柵在湖南長(zhǎng)湘高速公路生態(tài)防護(hù)的應(yīng)用[A];第六屆中國(guó)公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集（上冊(cè)）[C];2013年

4 董麗華;劉文君;蔣仁甫;王占生;;基于水蒸氣活化法的竹屑活性炭與竹片活性炭性能對(duì)比研究[A];飲用水安全控制技術(shù)會(huì)議暨中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)水工業(yè)分會(huì)給水委員會(huì)第13屆年會(huì)論文集[C];2013年

5 劉玉雯;許貫中;黃金城;;輕質(zhì)竹材水泥板握裹與抗彎強(qiáng)度之研究[A];“第九屆全國(guó)輕骨料及輕骨料混凝土學(xué)術(shù)討論會(huì)”暨“第三屆海峽兩岸輕骨料混凝土產(chǎn)制與應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)”論文集[C];2008年

6 王少俊;;造紙術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)方案[A];全國(guó)首屆數(shù)字（虛擬）科技館技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2007年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 江鴻 陳啟芳;木屑為金 竹片為銀[N];福建日?qǐng)?bào);2005年

2 楊明生;“竹片充鋼筋”是市場(chǎng)主體集體失范[N];中國(guó)建設(shè)報(bào);2014年

3 康乾 趙鵬;“竹片”代替鋼筋：這個(gè)玩笑有點(diǎn)“冷”[N];石家莊日?qǐng)?bào);2014年

4 童克震;竹片替鋼筋是“玩笑”還是“陰謀”？[N];中山日?qǐng)?bào);2014年

5 溫國(guó)鵬;竹片鋼筋:人性泯滅的黑色幽默[N];法制周報(bào);2014年

6 記者 王旭東;紹興“竹片”鋪到德國(guó)地鐵上[N];紹興日?qǐng)?bào);2016年

7 本報(bào)記者 楊豐源;金竹片區(qū)城市設(shè)計(jì)通過(guò)評(píng)審[N];貴陽(yáng)日?qǐng)?bào);2015年

8 特約記者　 陶世銀;竹片加工企業(yè)入駐古佛[N];自貢日?qǐng)?bào);2006年

9 ;傣族棉紙經(jīng) 竹筒、竹片檔案[N];中國(guó)檔案報(bào);2009年

10 周杰 卓炳玉;強(qiáng)化管理 有效利用竹資源[N];瀘州日?qǐng)?bào);2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 周建波;竹材弧形原態(tài)重組膠合性能研究及弧形竹片精銑機(jī)研制[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 林茂陽(yáng);竹片翻卷反拉脫層成纖機(jī)理研究[D];浙江農(nóng)林大學(xué);2019年

2 陳張言;基于機(jī)器視覺(jué)的竹片缺陷檢測(cè)系統(tǒng)研究及應(yīng)用[D];湖北工業(yè)大學(xué);2018年

3 郝睿敏;楠竹竹片高溫高濕彎曲加工工藝研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2014年

4 王冬旭;竹片檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與正反面識(shí)別算法研究[D];廣西師范大學(xué);2014年

5 黃凱;預(yù)提取對(duì)竹片理化性質(zhì)及半纖維素糖組分降解的影響[D];廣西大學(xué);2014年

6 華于生;基于嵌入式的竹片表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)的研究[D];浙江理工大學(xué);2014年

7 李武;弧形竹片加工技術(shù)與設(shè)備研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2010年

8 殷壽柏;室外結(jié)構(gòu)用竹集成材的膠合研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2011年

9 董麗君;弧狀竹片展平中相關(guān)的熱學(xué)及力學(xué)特性的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2009年

10 孫彥欣;弧狀竹片雙向預(yù)應(yīng)力展平機(jī)PLC控制系統(tǒng)的研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2798510