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超轻质植物纤维材料结构特性影响因素的分析研究

批准号30871982 学科分类重组木材 ( C160303 )
项目负责人谢拥群 负责人职称教授 依托单位福建农林大学
资助金额32.00
万元
项目类别面上项目 研究期限2009 年 01 月 01 日 至
2011 年 12 月 31 日
中文主题词植物纤维;超轻质材料;空间桁架结构;湿部化学环境;力学特性
英文主题词

摘要

中文摘要 超轻质植物纤维材料"空间桁架"结构的形成利用液体发泡的原理,在含有植物纤维的浆料中形成一多孔的泡沫体,在气泡吸附作用下构成空间网状结构,并利用纤维上分布的羟基的连接形成稳定的"桁架"结构,排除水分后最终形成所需的、具有空间"桁架"结构的超轻质植物纤维材料。避开了热压工艺对材料轻质化目标的影响。该材料结构的构成与气泡的形成和稳定、消亡过程有密切的关系,也与纤维性质有关。依照"表面化学"、"胶体化学"等理论,分析溶液的湿部化学环境的特性,研究纤维与化学助剂间的相互作用,从而对结构的形成机理进行研究,并揭示溶液中纤维之间、纤维与化学助剂之间的关系,探索材料结构的的形成及特性的变化。通过材料"桁架"结构的节点强度和纤维杆件的力学性质以及材料整体结构的性质等指标,探索材料构成过程的各因素影响和变化规律,为建立超轻质植物纤维材料的构成理论奠定基础。
英文摘要
结题摘要 项目开展了6种竹纤维的筛选和分离工艺的确定,并对其进行了碱处理的改性处理;测定分析了纤维的形态和相关特性,完成了原料的准备分析工作。通过帚化等工艺措施,提高了纤维端部的羟基分布和纤维间的连接活性,形成了材料的内部纤维连接的机理研究基础。研究分析了机械发泡的泡沫形成和稳定的机理;纤维溶液的湿部化学环境及相关参数的关系;溶液中的泡沫尺寸分布规律,形成了材料结构构成的机理研究。结合材料制备系统特性,分析研究了其干燥工艺和系统浆料的流变特性,为材料试样的制备奠定了基础。开展了材料试件的宏观分析测试,主要包括:力学性能分、导热性能、吸音性能、阻燃性能、热稳定性、抗菌性能等方面。开展了材料试件内部微观分析测试,主要包括:纤维与胶膜关系、化学键结合、无机材料在材料内分布、材料内部增强机理等。研究表明:竹木等植物纤维在改性后与胶料等有效作用保证了材料的力学性能;纤维溶液泡沫体控制形成的空腔结构,可将材料密度控制在10-90kg/M3范围内,使其导热系数控制在0.03-0.04 (W/(m.K)?)范围内,使其吸音系数达到0.6-0.8。无机材料对材料的改性,提高力学性能,并使材料的阻燃等级达B1难燃级

成果

序号 标题 类型 作者
1 中密度纤维板微波预热后板坯内水分和温度的分布 期刊
2 原料组成对竹纤维—水泥复合材料性能的影响 期刊
3 基于模糊理论的植物纤维浆料的流变特性 期刊
4 竹纤维悬浮发泡浆料流变特性的研究 期刊
5 硅酸钠增强植物纤维基超低密度材料的研究 期刊

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