木棉纤维拉伸性能的测试与评价

设计了单纤维强伸性能的新测试方法,测试了4种木棉纤维的拉伸性能,结果发现,木棉纤维拉伸曲线与棉纤维相似,没有明显的屈服点.木棉纤维断裂强力和断裂伸长率在一定范围内均有分布,4种木棉纤维平均断裂强力1.44～1.71 cN,平均断裂伸长率1.83%～4.23%,纤维长度、线密度与木棉纤维的断裂强力明显相关,4种木棉纤维相对断裂强度接近,而断裂伸长率差异较大,木棉纤维初始模量因其品种和产地不同存在一定差异.与棉纤维相比,木棉纤维断裂伸长率低,断裂强度和初始模量与棉纤维相近,但因木棉纤维细软而容易拉断.     

木棉纤维表面吸附特性

利用OCA15EC光学接触角测量仪测试了不同特性液体(如色拉油、废油、机油)在木棉纤维上的静态接触角和动态接触角,研究表明:木棉纤维是一种优良的疏水亲油性纤维,对水的静态接触角为135.89°,对各种油液的静态接触角均小于60°,水在木棉纤维表面能够形成完整的液滴接触角并不随时间变化,而不同油液在木棉纤维表面瞬间铺展,尽管因油液不同铺展速度略有差异,但总体规律类似.木棉纤维对各种液体的吸附特性主要取决于纤维表面蜡质和木棉纤维的大中腔结构,同时也与测试液体特性密切相关.     

蔗渣纤维模板法制备纤维状氧化铁

【目的】探寻蔗渣纤维作为模板材料制备纤维状无机材料的可行性,寻找蔗渣高值化利用的新方法。【方法】利用碱/双氧水法处理蔗渣纤维,再以不同阶段的蔗渣纤维为基体,模板法制备纤维状的氧化铁。【结果】蔗渣纤维处理前的直径为100~150μm,处理后蔗渣纤维素纤维的直径为10~30μm;碱/双氧水法处理过程中,蔗渣纤维灰分降低;模板法制备的氧化铁纤维的直径为5~30μm。【结论】蔗渣纤维向蔗渣纤维素纤维转变过程中,纤维直径和纤维结构发生明显变化;蔗渣纤维作为模板材料制备纤维状无机材料可行,且方法简易。     

3种天然纤维表面自由能计算与评价

在理论分析纤维表面自由能的基础上,以木棉、香蒲绒和原棉纤维为研究对象,利用光学接触角测量仪测试了3种纤维与去离子水、乙二醇和二碘甲烷3种液体的接触角,通过测量仪的自带表面能计算软件,定量计算3种纤维表面自由能.结果表明,3种纤维与水的接触角均超过125°,与二碘甲烷的接触角约为50°,3种纤维表面自由能相差不大,均小于50mJ/m2,且各自的色散分量远大于极性分量,从而显示木棉、香蒲绒和原棉纤维均具有优良的疏水亲油性能.研究结果从微观上揭示3种纤维的油液吸附特性本质,为纤维用作油液吸附剂提供理论依据.     

超声波处理对木棉/棉混纺纱线性能的影响

采用6种不同条件,利用超声波纯水工艺处理木棉/棉混纺纱线,观察并测试处理前后木棉/棉混纺纱线外观形态、化学组成、纱线质量损失、拉伸性能、压缩性能以及浸润性能指标,评价超声波纯水处理工艺对木棉/棉混纺纱线性能的影响.结果表明:经超声波纯水工艺处理后,纱线中纤维的表面形态结构与化学成分基本没有变化,木棉/棉混纺纱线质量损失率约为6%,主要为木棉脆断后产生的短绒,木棉纤维中空度有一定的回复,纱线变得蓬松,强力损失严重,处理前后木棉/棉混纺纱线均显示拒水性.     

木棉和棉的自动识别

木棉和棉同属于纤维素纤维,化学性质非常相似,采用传统方法不能有效地鉴别.通过光学显微镜获得的纤维纵向图像发现,木棉纤维纵向较为光滑,没有类似棉的天然转曲,因此可以利用图像处理的方法进行纤维识别.首先提出了一种纤维分离算法,通过轮廓和骨架的分离,从而有效地分离交叉纤维.然后利用灰度分布特征和经典模式识别方法实现了木棉和棉的自动识别.     

6-相步光弹仪测试细纤维/树脂基体相界面剪应力

用新型的6-相步光弹仪,对直径25μm的单玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的纤维-树脂相界面微观应力分布进行测试.相步弹性学分析表明纤维末端和纤维断裂处附近的等级条纹级数较高,存在较大的应力集中区域.试样两端加载18.38,25.61和32.53MPa时,纤维末端相界面剪应力最大值分别出现在距纤维末端7,18和33μm处,为26.87,30.22和33.20MPa.纤维断裂处,加载为24.69MPa时,相界面剪应力最大值出现在距纤维断裂25μm处,约30MPa;加载增加到33.09MPa时,高的等级条纹级数区域向远离纤维断裂处延伸,相界面剪应力最大值增加到约36MPa.     

木棉纤维拉伸性能的测试

测试研究了4种木棉纤维的拉伸性能,发现木棉纤维负荷-伸长曲线的形态类似棉纤维,是线性曲线.平均断裂强度1.44～1.71cN,平均断裂伸长率1.83%～4.23%,断裂伸长率的差异明显,纤维的初始模量随着产地而变化.断裂强度与纤维长度及线密度显著相关.木棉纤维的断裂伸长率低于棉纤维,断裂应力和初始模量与棉纤维接近,但是,因为其线密度低,表现为容易断裂.     

长波长单模光纤传输特性的近场法测量

综合现有多种单模光纤传输特性的分析和测试方法,通过高分辨率的近场分布测量,实现了一次性确定单模光纤多种传输特性的测试方法。测试系统的极限分辨率为0.8μm(1.29μm波长)和0.94μm(1.52μm波长),为全面测定和分析单模光纤的传输特性提供了一个简单而迅速的方法。     

不同工艺对木棉/ES非织造材料保暖性能的影响

采用正交试验法对木棉/ES非织造材料的成型工艺参数进行研究,探讨了纤维质量配比、成型温度和成型时间对非织造材料保暖性能的影响程度和显著性.结果表明：木棉/ES非织造材料的成型时间对其保暖性能影响最大,其次是纤维质量配比,成型温度影响最小;获得木棉/ES非织造材料最优保暖性的工艺条件为成型时间10 min,m（木棉）∶m（ES）=30∶70,成型温度120℃.     

鹌鹑视觉通道的组织学研究--视神经纤维、神经胶质细胞的计数和直径谱

对鹌鹑(Coturnix coturnix)视神经组织结构和数量进行的研究发现四根视神经的纤维平均为407 492根，神经纤维的形状不规则．纤维直径范围为O．103μm～1．029μm，峰直径为O.535μm．神经胶质细胞(glia cell)数为144 064个．细胞的直径范围为2．02μm～4.25μm．峰直径为3．71μm，四根视神经的神经纤维和胶质细胞的直径谱都是单峰的．经统计分析，视神经的中央区和周围区的神经纤维的密度、神经胶质细胞的密度及直径大小均无显著的差异。     

木棉/羽绒/羽绒飞丝的混纤絮料的服用性能测试分析

利用自主开发的专利技术制作了木棉/羽绒/羽绒飞丝的混纤系列絮料,参照有关标准测试了其保暖性、蓬松性、压缩弹性,分析研究了这些性能与木棉质量分数、羽绒及羽绒飞丝质量分数之间的关系,得出如下结论:木棉质量分数越高絮料的保暖性能越好;3种纤维的压缩弹性优劣排序为:羽绒>羽绒飞丝>木棉.     

SiO_2编织纤维增强SiO_2复合材料胞体表面测量

面向SiO_2编织纤维增强SiO_2(WFSiO_2/SiO_2)复合材料在胞体层面的表面形貌测量工程,提出了一种三维测量方法.针对采样参数设置不合理,会造成测量结果失真的问题,设计开发了一种确定最大采样步长的方法.该方法利用误差估计的统计学原理,建立了任意采样参数下获得的测量结果与准确测量值之间的误差的概率密度关系,并在此基础上提出了判断特定采样步长得到的测量结果是否可靠的准则,进而可以确定使测量结果符合工程要求的最大采样步长,从而将由采样引起的测量结果误差控制在最大残差的15%范围内.应用本文提出的方法确定了3种WFSiO_2/SiO_2复合材料的胞体最大采样步长,数值分别为7μm、6μm和8μm.研究了WFSiO_2/SiO_2复合材料的微观组织结构对其胞体层面的最大采样步长的影响,注意到材料所用的编织纤维直径在6～8μm之间.根据纤维直径与胞体最大采样步长之间的数值关系可以判明:在胞体层面,WFSiO_2/SiO_2复合材料的最大采样步长与其微观重复性特征具有密切关系,数值上约等于其微观的增强纤维直径;利用本方法确定的最大采样步长,可以实现WFSiO_2/SiO_2复合材料胞体表面不失真的采样与测量分析.该研究成果作为编织纤维增强复合材料纤维束-胞体-全表面测量评价体系的一个环节,为该种材料更可靠的表面质量检测和工程应用奠定了基础.     

木棉基活性炭纤维的制备及其对挥发性有机物的吸附性能

以木棉纤维为原料,采用NaOH、ZnCl2化学活化法在450℃处理后制备得到木棉基活性炭纤维样品。利用扫描电镜、X射线衍射分析、拉曼光谱及低温氮气吸脱附对木棉基活性炭纤维的结构进行了表征和测定,结果表明：所制备的木棉基活性炭纤维由无定形碳组成,具有丰富的微孔结构,比表面积达到1397 m2/g。将通过上述方法获得的木棉基活性炭纤维在30 ℃条件下对低沸点二氯甲烷及常见挥发性有机物(VOCs)中苯、甲苯进行吸附性能评价,由吸附穿透曲线计算获得这3种VOCs的吸附量分别为130 mg/g、350 mg/g、479 mg/g。进一步考察了木棉基活性炭纤维的再生性能及在不同温度下对二氯甲烷吸附穿透曲线的影响,发现随着吸附温度升高,穿透时间提前,吸附容量随之下降;在温度为20 ℃时,木棉基活性炭纤维对二氯甲烷的吸附量可达179 mg/g。     

纤维截面形状对纤维捕集效率及压力损失的影响

为研究纤维截面形状对纤维过滤器性能的影响,采用Visual Basic的应用程序版(VBA)随机生成不同几何截面形状的虚拟纤维过滤介质,通过计算流体动力学(CFD)技术求解流体在纤维介质流动的动量方程,得出不同几何截面形状纤维的压力损失.采用拉格朗日方法统计被纤维捕集颗粒数,获得纤维介质的捕集效率.采用质量因子综合评价模拟纤维过滤介质的过滤性能,研究不同几何截面形状纤维的异型度和形状系数对其捕集效率、压力损失以及质量因子的影响.模拟结果表明:压力损失随着形状系数的增大而增大;在填充率小于0.20时,三叶形纤维的捕集效率最高且压力损失最大;异形度、形状系数大的纤维对直径小于2μm的颗粒具有较好的捕集效果;在纤维直径为30μm时,对于颗粒直径小的粒子,三叶形纤维的综合过滤性能最好,而当纤维直径为5μm时,圆形纤维的质量因子最高.     

铜铁氧体中空纤维的制备及载银的抗菌性能

以硝酸盐和柠檬酸为原料,采用有机凝胶-热分解法制备了铜铁氧体(CuFe2O4)中空纤维.通过采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和振动样品磁强计等测试技术,对纤维前躯体的结构、热处理产物的物相、形貌以及磁性能进行了表征.800℃热处理2 h后得到纯相CuFe2O4纤维,且纤维平均直径在1μm左右,具有良好的中空结构和长径比,饱和磁化强度和剩磁分别为42.5 A.m2.kg-1和23.0 A.m2.kg-1.以制备的CuFe2O4纤维为载体,利用浸渍法吸附银处理,再经过500℃热处理后,得到载银铜铁氧体(Ag/CuFe2O4)纤维.抗菌试验表明:Ag/CuFe2O4纤维具有良好的抗菌效果,8μg.mL-1剂量的纤维样品20 h能抑制浓度为5×105CFU.mL-1的大肠杆菌的生长.     

纤维状碱式碳酸铝铵的低热固相合成及其超分子自组装特征

利用室温固相反应合成得到了纤维状的碱式碳酸铝铵(AACH).SEM照片显示AACH晶粒的平均直径为0.3μm,平均长度可达15μm的纤维.AACH经高温裂解只获得了平均粒径60 nm左右的等轴氧化铝颗粒,没有获得氧化铝纤维或者晶须.分析认为本实验所获得AACH纤维系由6nm左右的AACH纳米晶作为结构单元通过超分子自组装而得到的超分子纤维,而并非单晶的纤维,因此,AACH在经过高温裂解后只能形成氧化铝颗粒.     

香蒲绒高蓬松絮片制备与压缩性能评价

采用气流成网并结合热风黏合法制备了4种不同混比的香蒲绒及木棉高蓬松絮片,测试评价了絮片的结构参数和压缩性能.通过扫描电子显微镜观察发现,制备的絮片中纤维随机排列,纤维间由ES纤维(聚乙烯、聚丙烯共混)熔融黏结,絮片孔隙率高达90%以上.利用KES-FB3压缩测试仪测试,结果发现,香蒲绒/ES(80/20)絮片压缩功为15.52cN·cm/cm~2,而木棉/ES(80/20)絮片压缩功为17.36cN·cm/cm~2,香蒲绒/ES(80/20)絮片压缩回复率为46.32%,略大于相同混比的木棉/ES絮片压缩回复率,絮片中加入低比例的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维对絮片压缩性能影响不大.     

纤维素纤维直径及其混纺产品成分含量测试系统

根据自行研制的纤维直径和纤维含量测试系统的特点及同类仪器的发展趋势,研究了用边缘提取和面积法求纤维平均直径并提取纤维色度值的方法.该方法测试的直径受纤维直径不匀影响较小,代表性强;并验证了将着色法与显微镜法相结合识别纤维素纤维及其混合物的可行性,使识别准确率显著提高;探讨了人机交互设计方法和实现途径,提高了测试效率,降低了劳动强度.     

潮湿环境和外力作用后木棉纤维集合体的压缩性能测试

为了探明不同环境湿度和外加压力作用后木棉纤维的中空压缩状态,采用KES(Kawabata Evaluation Systems)压缩仪分析测试干处理和湿处理以及外力联合作用后木棉纤维集合体的压缩性能.结果表明:干燥木棉纤维集合体的压缩弹性优于潮湿木棉纤维集合体;经外力作用后干燥和潮湿木棉纤维集合体蓬松度均有所下降,但干燥木棉纤维集合体的内部空隙和纤维圆中空结构的损失要小于潮湿木棉纤维集合体.压缩性能试验可用于间接评价木棉产品中木棉纤维的中空状态及制造技术.