改變世界的綠色環(huán)保高科技材料玄武巖連續(xù)纖維復(fù)合材料

玄武巖連續(xù)纖維在復(fù)合材料領(lǐng)域內(nèi)越來越受到青睞挺益,其原因可歸結(jié)為三點:

1歉糜、現(xiàn)今碳纖維供貨緊張,貨源奇缺望众,價格暴漲匪补,迫使人們?nèi)ふ倚詢r比更高的替代品;

2伞辛、“綠色 環(huán)保”復(fù)合材料引起研究者的廣泛關(guān)注夯缺,采用 可天然降解的材料來制造日常消耗品等蚤氏,可以實現(xiàn)綠色環(huán)保要求;

3、玄武巖連續(xù)纖維做為一種環(huán)保材料踊兜,可天然降解且具備較高性能竿滨,性價比較為優(yōu)越,完全可以滿足上述要求捏境。

因此對玄武巖連續(xù)纖維在復(fù)合材料中應(yīng)用的研究日漸增多于游,我國科技部對玄武巖連續(xù)纖維的研究也給予了極大的關(guān)注和重視,自2002年將“玄武巖連續(xù)性纖維極其復(fù)合材料”項目列入863計劃后垫言,2004年5月贰剥、11月國家科技部又將其列入國家級火炬計劃、國家科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金筷频。

目前蚌成,玄武巖連續(xù)纖維復(fù)合材料研究及應(yīng)用主要包括以下幾個方面。

4.1過濾材料

玄武巖連續(xù)纖維與植物纖維復(fù)合開發(fā)過濾材料凛捏,其目的之一便是利用原料可天然降解性開發(fā)出性能優(yōu)良的綠色復(fù)合材料担忧,從源頭控制污染,實現(xiàn)“零排放”坯癣。

國內(nèi)研究者制造該材料所采用工藝為:玄武巖連續(xù)纖維表面預(yù)修飾處理瓶盛、配料、打漿添加化學(xué)添加劑4少片坡锡、干燥蓬网、成品等窒所。具體過程為:稱取一定量本色針葉纖維素纖維板鹉勒,加入適量水中浸泡數(shù)小時后,將其撕成碎片吵取,在打漿機上進行打漿禽额,達(dá)到要求打漿度后,利用打散器將一定量經(jīng)過弱堿處理的玄武巖連續(xù)纖維分散于水中皮官,加入纖維素纖維脯倒, 再依次加入少量的分散劑聚乙烯醇等化學(xué)試劑,然后在抄紙機上利用濕法制備纖維復(fù)合材料捺氢,經(jīng)千燥后即可成型藻丢。

配料比通過正交實驗分析得出最佳配比為:玄武巖連續(xù)纖維和植物纖維各占50%復(fù)合材料中,添加3 %聚乙烯醇摄乒、2 %的合成乳膠悠反。所得濾材性能如下:透氣性10 mm水柱 650ml/min残黑,耐折度20次,撕裂強度 2320mN 斋否,撕裂指數(shù)18. 3mN?m2/ g梨水。

4. 2筑路材料

目前玄武巖連續(xù)纖維作為筑路材料應(yīng)用 途徑主要有兩種:一種是以纖維布的形式應(yīng) 用于土工格柵中,另一種則是利用玄武巖連 續(xù)纖維復(fù)合材料與瀝青混合直接用于筑路茵臭。 應(yīng)用玄武巖連續(xù)纖維土工格柵的瀝青路面抗 疲勞開裂性航低溫縮裂性對高溫車轍性等 均得到提高疫诽,并且加強了路面土基,使路面使 用壽命得到提高旦委。與玻璃纖維土工格柵相比奇徒,玄武巖連續(xù)纖維土工格柵性能較其優(yōu)越,較適當(dāng)缨硝。

國內(nèi)研究者嘗試?yán)煤E菔乒辍⑿鋷r連 續(xù)纖維制造的纖維復(fù)合材料與瀝青混合用于 筑路,以提高路面的使用性能和使用壽命追葡,結(jié) 果取得了成功腺律。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)混料中海泡石對 瀝青表現(xiàn)出極強的吸持能力,可吸附一定量 的自由瀝青和瀝青油份宜肉,有效調(diào)節(jié)瀝青質(zhì)與 膠漿的含量;經(jīng)改性后的玄武巖連續(xù)纖維在 瀝青中主要起“橋接”和“加筋”作用匀钧。由此法 制得混料由于兩種纖維的作用互補,使瀝青 混料的性質(zhì)得到顯著改善谬返,具有良好的耐水 性之斯、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及抗疲勞性.

4.3日耗品

通過玄武巖連續(xù)纖維和植物纖維復(fù)合制 造纖維復(fù)合材料用于日耗品(如快餐盒遣铝、一次性紙杯濃用育苗缽等)佑刷,可實現(xiàn)制品的天然降解,對環(huán)境無污染酿炸,充分體現(xiàn)了綠色環(huán)保性瘫絮。

國內(nèi)研究者應(yīng)用與濕法造紙類似工藝制備該纖維復(fù)合材料,其工藝為:配料填硕、打漿麦萤、測定打漿度、成型扁眯、熱軋固化壮莹、切邊等。具體工藝為姻檀,將植物纖維加適量水浸泡一定時間命满,然后進行打漿,達(dá)到一定打漿度后绣版,在漿料中添加玄武巖連續(xù)纖維繼續(xù)打漿至要求打漿度胶台,在漿料中按一定比例加入添加劑狭莱,如濕強劑、防水劑概作、防油劑等腋妙,并攪拌均勻,然后通過成型讯榕、固化骤素、切邊等工藝制造出各種日耗品。

國內(nèi)研究人員對配料比進行過正交實驗分析愚屁,得出最佳配比為:玄武巖連續(xù)纖維含量40 % 4直物纖維含量48%济竹、濕強劑4%、防水劑6 %妨油劑2 %霎槐,打漿度60° SR;用此配比抄得試片性能如下:耐折度30次送浊,撕裂度550Mn,透氣度2.1um/pa. s丘跌,吸水率0. 065袭景,吸油率0.10 (注:由于試片未進行表面處理吸油率和吸水率均偏高)。

4.4增強材料

玄武巖連續(xù)纖維與E—玻璃纖維相比闭树, 具有更高的使用溫度和彈性模量;大量的實驗和實踐證明了玄武巖連續(xù)纖維的耐水性耸棒、 耐酸性耐堿性、耐高溫性都很好报辱,且比較穩(wěn)定;該纖維和各類樹脂復(fù)合時与殃,比玻璃纖維、 碳纖維有更強的親和力碍现,作為基礎(chǔ)工業(yè)的復(fù)合材料增強體有很好的發(fā)展前景幅疼,特別是玄武巖連續(xù)纖維應(yīng)用在建筑工程材料中,與碳纖維等相比有性價比優(yōu)勢昼接。

(玄武巖玻璃纖維)

4.5玄武巖連續(xù)纖維的其它用途

武巖連續(xù)纖維除上述應(yīng)用外爽篷,也可應(yīng)用于制備熱絕緣材料、聲絕緣材料成震材料等辩棒。

5 結(jié)束語

玄武巖連續(xù)纖維是一種具有獨特性能的非金屬基礎(chǔ)材料狼忱,對玄武巖連續(xù)纖維及其復(fù)合材料研究以及產(chǎn)業(yè)化的實施膨疏,有可能形成一個新的綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)一睁,對我國建筑、航空航天我車船舶制造佃却、石油化工者吁、電子等高技術(shù)領(lǐng)域的工業(yè)產(chǎn)品帶來積極的影響。連續(xù)玄武巖連續(xù)纖維在建筑領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用有非常廣闊的前景饲帅,在民用和軍工某些領(lǐng)域也將發(fā)揮重要的作用复凳。

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