时间：2023-05-29 18:22:51
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇聚丙烯腈纤维，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
在工程界中已经逐渐认识到聚丙烯腈纤维在混凝土中的重要作用。它具备的优势对建筑工程都起到了积极的促进作用，因此，我们可以对聚丙烯腈纤维混凝土在桥梁伸缩缝中的应用加以分析，以此来能够更进一步利用聚丙烯腈纤维的优势。
聚丙烯腈纤维的特性
聚丙烯腈纤维又被称为腈纶纤维，聚丙烯腈纤维具备着高强度的抗拉性、抗紫外性、耐高温性以及严寒性。作为加强水泥混凝土和沥青混凝土的材料，聚丙烯腈纤维对于混凝土的抗拉性、抗疲劳性和抗弯拉性都有很大的提高作用，而且对于混凝土早期的抗裂性有着很大的改善作用。。聚丙烯腈纤维的参数主要有：
桥梁伸缩缝中的问题
桥梁中的重要结构物就是伸缩缝。在受到复杂应力的作用下，锚定伸缩缝的混凝土通常都会出现啃边、掉脚、凹坑、破裂、锚固松动等现象。这就需要建设者要提高桥梁以及伸缩混凝土的强度，同时也需要它们具备足够的抗冲击性能、抗渗性能、耐冻融性能以及抗疲劳性能等等。
设计工程
1、工程项目：我们可以以某大桥为例，在桥梁伸缩缝中统一采用120性齿板伸缩缝，过渡段的混凝土为C40聚丙烯腈纤维砼。相关的试验人员为了提高砼的耐久性，保证工程质量，因此，对聚丙烯腈纤维在砼中的应用展开了试验工作。
2、试验材料：
水泥：采用中国水泥厂有效公司生产的42.5级普通的硅酸盐水泥；
细骨料：采用细度模数是2.6的中砂，含泥量是1.2%的细骨料；
粗集料：采用规格为5毫米到25毫米，含砂量为0.2%；
外加剂：采用重庆福云外加剂有限公司生产的FW-3A高效减水剂；
水：自来水。
3、配合比设计
配置强度：49.77MPa；
砼水灰比：0.38；
每立方米用水量是160千克；
每立方米砼消耗水泥量是421千克；
砂率：选用集料最大的是25毫米，水灰比是0.38。选择混凝土含砂率是40%。
粗、细骨料：每立方米分别是1091千克和728千克
基准配合比确定
我们可以以30天为试验期，水灰比分别增添或者是降低5%进行对比试验，使用三组，最终可以确定每立方米砼的各种材料用量是：
从上表中我们可以看出在选择水灰比是0.38时，每立方米所消耗的水泥是421千克，每立方米消耗砂是728；石子消耗量每立方米是1091千克，含水量是每立方米160千克，需要添加外加剂每立方米是9.5千克，总共容量是2409千克，30天后的抗压强度是51.6MPa。
设计掺入聚丙烯腈纤维配合比
1、设计砼强度等级为40级后，砼拌和物坍的落度应该是75毫米到115毫米，含砂率最好应该是在36%到46%。
2、选用纤维长度是9毫米，断裂的长度是729MPa，断裂的伸长率是15%，纤维的密度是每立方米是1.2%，弹性模量是10561MPa。水泥量、含砂量、碎石、外加剂如上面我们所说。
3、我们从上一个表中可以知道每立方米水泥、砂、石子、水、外加剂分别是421、728、1091、160、9.5千克，每立方米掺进聚丙烯腈纤维最适合的是每立方米添加1.6千克，我们可以做3组试验，根据30天试验期，石灰比增添或者降低2%，以此来选择优秀的方案。
第一组：当石灰比是0.38时，每立方米水泥含量是421千克，含砂量是728千克，含石量是1091千克，含水量是160千克，外加剂是9.5千克，纤维是1.6千克，30天后的抗压强度是53.2MPa；
第二组：当石灰比是0.40时，每立方米水泥含量是405千克，含砂量是744千克，含石量是1101千克，含水量是160千克，外加剂是9.1千克，纤维是1.6千克，30天后的抗压强度是52.2MPa；
第三组：当石灰比是0.42时，每立方米水泥含量是409千克，含砂量是750千克，含石量是1091千克，含水量是160千克，外加剂是8.8千克，纤维是1.6千克，30天后的抗压强度是52MPa。
根据反复的试验后，仔细观察砼拌和以及其抗压强度，发现其比普通的砼的效果看起来要好的很多，并且坍落度是110毫米。我们可以将第一个未添加纤维同添加纤维进行对比，会发现当，石灰比都是0.38时，水泥含量、含砂量、碎石容量、含水量在相同时，未添加纤维的强度低于添加纤维砼的强度。未添加纤维的强度是51.6MPa，添加纤维的强度是53.2MPa。
砼在添加聚丙烯腈纤维后的使用效果
1、在经过对某大桥进行砼施工试验后，可以看出在减价聚丙烯腈后，砼拌以及物的和易性、流动性、密实性还有耐久性都进一步得到了改善，并且在经过温度变化后，混凝土容易出现的断裂也得到了改善。在混凝土的内部，纤维均匀分布在其中，当混凝土要出现裂缝时受到了纤维的阻碍，因此需要消耗一定的能量，然后使得裂缝很难发展。
2、聚丙烯腈纤维砼对于早期产生的发展的干缩裂纹有着很好的抑制作用，尤其是在产生连通裂缝上起到了有效的控制，在混凝土内部中均匀分布的大量的纤维在面对混凝土表面上的离析的骨料时有着很好的控制作用，从而在最大程度上降低了混凝土中的孔隙含量，提高了混凝土的抗渗能力。
3、聚丙烯腈纤维砼在添加纤维和水泥进行凝固后，阻碍了裂缝的产生和发展，提高了混凝土的韧性，另一方面，对混凝土的泌水性也得到了很大的改善作用。纤维在和水泥基料紧密的结合在一起后，使得水泥中的水分能够更加彻底的得到反应，减少了骨料的离析，从而能够均匀的配给，混凝土的整体强度得到了有效的保持，阻挡了混凝土中裂缝的发展，提高了混凝土的抗冲击能力。
五、施工应该注意事项
1、虽然聚丙烯腈纤维综合性的指标高于普通砼，但是并不能将纤维当作“增强筋”来承受负荷，不能改变工程的原有结构设计；
2、聚丙烯腈纤维的坍落度要控制在70毫米到110毫米之间，同时也要根据天气的变化、风速以及运距长短进行适合的调整，从而提高混凝土的施工质量。如果工程真的需要提高坍落度时，要加大其减水剂的用量，但是不能单独的加大用水量。
3、必须要严格按照工程施工规范对聚丙烯腈纤维进行养护，以此来发挥其最大的作用。
总结
聚丙烯腈纤维作为混凝土的次要加筋材料，它的作用是非常明显的，可以提高混凝土的韧性、抗冲击性能抗渗性、抗冻性以及耐久性等，并且可以阻止出现裂缝的情况。因此在桥梁伸缩缝中要充分发挥聚丙烯腈纤维混凝土的应用，发挥其最大的作用。
参考文献：
[1]王黎明，唐维中，郭浩.聚丙烯纤维混凝土在桥面连续及伸缩缝中的应用[J].东北林业大学学报,2003,31(01):56-58.
关键词：牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维；羊毛；桑蚕丝；混纺产品；定量分析
1 引言
牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维是从牛奶中提取的蛋白质分子与某种大分子化合物反应接枝而成的一种有别于天然纤维和化学纤维的新型纤维。纤维中含有17种氨基酸，所以牛奶蛋白纤维具有良好的亲肤性。纤维采用接枝共聚、湿纺工艺等高新技术，纤维的性能和品种可以按需调整，具有极好的加工性能。用牛奶蛋白纤维与羊绒、羊毛、蚕丝及其他纤维混纺合成制成的纱线，更具有独特风格和手感，是服饰、内衣家纺等行业中的高科技纺织原料。
针对牛奶蛋白纤维在纺织行业的广阔发展前景，目前，各地、各级检测部门都在积极探索牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维/羊毛/桑蚕丝混纺产品定量分析方法。本文以牛奶蛋白散纤维为研究对象，通过制作已知比例的牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维/羊毛/桑蚕丝混纺试样，对多组试验结果对比分析，证明采用硝酸钙试液或者59.5%硫酸溶解桑蚕丝，剩余物再以次氯酸钠溶液溶解牛奶蛋白和羊毛，残留下来聚丙烯腈纤维，结合牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维中牛奶蛋白的含量，得出牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维的含量，由差值得出羊毛的量的方法，对于准确定量该混纺产品是可行的，结果误差小于1.0%，可作为日后此类型的纺织品定量分析的参考和借鉴。
2 试验
2.1 仪器
数显恒温水浴振荡器：可调节温度，振荡频率；分析天平：精度在0.0002g或以上；干燥烘箱：工作温度（105±3）℃；玻璃砂芯过滤坩埚；具塞三角烧瓶，容量不小于250mL；称量瓶，量筒，真空抽滤装置等。
2.2 试剂
本试验所用试剂均为分析纯，如下：
（1）次氯酸钠溶液：在1mol/L的次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠，使其含量为5g/L。此溶液可用碘量法滴定，使其浓度在0.9mol/L～1.1mol/L。
（2）甲酸/氯化锌溶液：20g无水氯化锌（质量分数大于98%）和68g无水甲酸加水至100g。
（3）75%硫酸：将700mL浓硫酸（密度为1.84g/mL）小心地加入350mL水中，溶液冷却至室温后，再加水至1L。
（4）59.5%硫酸：将900mL浓硫酸（密度为1.84g/mL）小心地加入350mL水中，溶液冷却至室温后，再加水至1L。
（5）硝酸钙溶液：按四水硝酸钙：水为95mL：20mL的比例配制。
（6）稀乙酸溶液：取5mL冰乙酸用水稀释至1000mL。
（7）稀氨水溶液：取20mL浓氨水（密度为0.880g/mL），用水稀释至1L。
2.3 试样准备和步骤
（1）试样处理后，取约1g牛奶蛋白纤维，分别用1.0mol/L次氯酸钠溶液、75%硫酸、59.5%硫酸、DMF、甲酸/氯化锌溶液、硝酸钙溶液，溶解，其结果见表1。
（2）按照GB/T 2910.2―2009中三组分的定量分析，依次进行：
第一步，在（80+2）℃条件下，用硝酸钙溶液溶解试样中的桑蚕丝（或者，常温下，用59.5%硫酸，振荡半小时，溶解试样中的桑蚕丝），抽滤后烘干，称重；
第二步，常温下，用次氯酸钠溶解剩余物中的牛奶蛋白和羊毛，残留物烘干，称重。
第三步，于（70±2）℃水浴下，残留物溶解。多组试验验证，结果见表2和表3。
3 结果分析
3.1 试验结果
从表1中可以看出：
（1）次氯酸钠溶液能将牛奶蛋白纤维中的牛奶蛋白完全溶解。
（2）硝酸钙溶液59.5%硫酸对牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维，稍有损伤，且试验数据稳定，其修正系数分别为1.01和1.00。
3.2 试验数据计算
各纤维的净干百分率计算公式如下：
（1）
（2）
（3）
式中：m――预处理后试样干重，g；
r1――经硝酸钙溶液（或者59.5%硫酸）溶解后，剩余牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维、羊毛的干重，g；
r2――经次氯酸钠溶液溶解后剩余聚丙烯腈的干重，g；
d1――经硝酸钙溶液（或59.5%硫酸）处理，羊毛纤维重量变化修正系数（1.00或0.99）；
d2――经硝酸钙溶液（或者59.5%硫酸）处理，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维重量变化修正系数（1.01或1.00）；
d3――经次氯酸钠溶液处理，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维重量变化修正系数（FZ/T 01103―2009标准中的k值为1.29）。
3.3 测试结果
从以上试验结果中可知，5组样品实测含量和实际配比含量均接近，两次平行性试验数据稳定，且试验结果误差小于1%，符合国家标准要求，具有很好的准确性、重现性和稳定性。
4 结论
关键要：碳纤维；原丝制备工艺；预氧化工艺；碳化工艺；表面处理工艺。
一、概述
碳纤维是一种碳含量在95%以上的纤维材料，具有高强度、高模量、耐腐蚀等特性。碳纤维不仅有碳材料的固有本征特性，还兼有纺织纤维的柔软性和可加工性，是一种增强纤维。其优点：性能高、模量高、密度低、耐腐蚀、耐超高温、耐磨、抗疲劳、无蠕变、导电、导热和远红外辐射等。碳纤维以复合材料的形式减轻其构件重量，从而提高构件的技术性能。碳纤维力学性能优异，拉伸模量约为200到700Gpa，抗拉强度约为2到7Gpa，密度约为1.5到2.0g/cm3，重量比铝还轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍左右。碳纤维按照用途可以划分为宇航级（小丝束）和工业级（大丝束）两大类。碳纤维（聚丙烯腈基）单纤维的直径约为5~7μm，24K以上的称为大丝束碳纤维，24K以下的称为小丝束碳纤维。大丝束主要包括45K、48K、60K、64K、80K等规格。小丝束最开始以1K、3K、6K为主，但是随着技术发展进步，现主要以12K、15K、18K、24K为主。碳纤维复合材料已经在国防军工、高技术、体育休闲用品领域取得广泛的应用。工业级碳纤维复合材料还应用于机械、化工、电子、汽车、轻纺、土木建筑、交通运输等领域。
二、碳纤维生产技术
碳纤维生产工艺主要包括原丝制备、预氧化、碳化及表面处理的过程。
（一）原丝制备工艺
1、原料路线选择根据原料的不同，碳纤维可分为沥青基碳纤维、粘胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维。（1）沥青基碳纤维。沥青基碳纤维的原料为沥青，成本较低，碳化得率较高（能达到75%以上）。沥青基碳纤维比其余基团的碳纤维热传导性能高，在温度变化较大和恶劣环境下能表现出很好的稳定性，并且在受热状态下热膨胀系数呈负值变化。所以可以利用它的这些性能，将其与金属等其余材料制造成碳纤维复合材料。沥青基碳纤维复合材料拥有较高的稳定性，可以根据其热膨胀率的特点制造相应的产品。由于沥青基碳纤维高热传导性、较高模量、负热膨胀系数的特点，使得沥青基碳纤维拥有良好的刚性和挠性。因为沥青基碳纤维的这些特点，使其适用于太空技术等领域。（2）粘胶基碳纤维。粘胶基碳纤维的原料为人造丝，主要应用于隔热材料、耐烧蚀材料等方面。粘胶剂碳纤维的柔软和导电性，让其拥有其他碳纤维材料不可取代的功用，可以制作电热产品等。粘胶剂碳纤维的高调控性、发达的孔隙结构，又让其可以制造成良好的医用材料和环保材料。但是因为粘胶基碳纤维的产量太低，仅约为全球碳纤维总产量的1%，所以粘胶剂碳纤维不会有太大的发展。（3）聚丙烯腈基碳纤维。聚丙烯腈基碳纤维的原料为丙烯腈，聚丙烯腈基碳纤维具有密度小、强度大、导电性好、耐高温、耐腐蚀的优点，它的柔曲性让其可编织加工、缠绕成型。聚丙烯腈基碳纤维是碳纤维行业发展的主要领域，其影响着全球碳纤维行业的发展。1961年进藤昭男博士在日本大阪的实验室首先研发出聚丙烯腈基碳纤维，并正式发表了有关资料。东丽公司（日本）利用了五年左右的时间，从研制出聚丙烯腈基碳纤维原丝到生产出T300的碳纤维，并于1971年建造成12吨/年的聚丙烯腈基碳纤维生产线。随后东丽公司（日本）与联邦碳化物公司（美国）通过合作的方式，开发了更高性能的碳纤维产品，并且带动了全球其他公司的聚丙烯腈基碳纤维生产的发展。截止至目前，聚丙烯腈基基碳纤维占据着全部碳纤维90%以上的市场。2、聚合工艺技术选择根据技术路线不同，碳纤维的聚合工艺技术可分为均聚、共聚。（1）均聚工艺技术。均聚工艺技术制得的产品规整度高、结晶度高、分子内聚能大，但是其纤维柔软性差、染色性差。其预氧化反应是自由基反应，活化能较高，反应速度快，放热比较集中，使其反应过程不易控制，并且集中放热容易造成局部过热而将纤维烧焦。（2）共聚工艺技术。使用共聚工艺技术时，为了促进环化，单体应为含有羧基的不饱和化合物或乙烯类化合物，例如：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、衣康酸等。其中衣康酸的可纺性、亲水性相对比其他单体表现最好，其可使环化能降低，有利于预氧化反应进行，并且能改善纺丝液的稳定性和流动性，纺出连续的长丝。虽然衣康酸的用量增加，可以加快环化速度，但是过量的衣康酸容易导致预氧丝的密度降低，所以聚合时需要控制其配比率。3、原丝工艺技术选择（1）两步法原丝工艺技术。两步法原丝工艺技术中使用的聚合溶剂和纺丝溶剂不相同。此工艺技术中聚合釜的生产能力较大，且聚合热的移除效率也较高，适合生产大丝束，腈纶厂的生产常用此方法。但是此方法聚合转化率较低，聚合物的浓度也较低，且未聚单体的回收量较大。聚合过程中为防止聚合釜频繁结巴，设备材质通常选用铝合金。因搅拌速度对分子量影响较大，故通常采用浆叶式搅拌，严格控制搅拌速度。（2）一步法原丝工艺技术。一步法原丝工艺技术中使用的聚合溶剂和纺丝溶剂相同，此方法工艺流程短、工序少，有利于提高原丝的产品质量。一步法的转化率高，单体回收量小，聚合釜通常采用螺带式搅拌器。4、纺丝工艺（1）湿法纺丝。湿法纺丝为纺丝液从喷丝孔挤出后直接进入凝固浴的工艺技术。随着牵伸速度的提高，在喷丝孔处容易产生断丝，故为了保证原丝的质量，此方法的纺丝速度一直难以提高，且湿法纺丝后的原丝表面有显著的沟槽。虽然湿法纺丝在纺丝过程中需要调控的参数较多，但是残留的溶剂量却较少，可以纺出高强度、高取向度、高密度的优质原丝，适合于大规模生产，生产技术较成熟。但是由于湿法纺丝纺丝速度低、生产成本高的特点，使得湿法纺丝的发展受限。（2）干喷湿纺。干喷湿纺为纺丝液从喷丝孔出来后先经过干段空气层或氮气层后才进入凝固液中进行凝固的工艺技术。相比较湿法纺丝，干喷湿纺可实现高速纺丝，制备的原丝表面平整光滑，原丝的截面均一性也明显好于湿法纺丝，并且采用干喷湿纺制备的碳纤维强度也较高。干喷湿纺是近几年发展起来的新型纺丝技术，已大量应用于工业生产。据报道，东丽公司（日本）的T700、T800、T1000牌号的高性能碳纤维都是使用的干喷湿纺工艺生产的原丝制造的。
（二）预氧化工艺
原丝是线性分子链，其耐热性能较差，直接在高温下碳化容易分解，不容易制备碳纤维。故一般在低温的含氧环境中先加热原丝，使得原丝线性分子结构发生变化，生成具有耐热梯形结构的预氧丝，以提高原丝的热稳定性。预氧化过程是制造高性能碳纤维的重要中间过程，起到承前启后的作用，作为由原丝转化为碳丝的重要桥梁。预氧化过程主要包括环化、脱氢、氧化等反应。预氧化炉炉温的调校和标定、预氧化炉温度的控制、停留时间的控制、过程中静电的处理、氧化炉内部风速的控制、牵伸速度的控制等都对预氧丝的性能有非常大的影响。为了充分利用余热，可以采用蓄热式焚烧炉回收氧化炉废气焚烧过程中产生的余热。
（三）碳化工艺
碳化是碳纤维形成的主要阶段，使得预氧丝的梯形结构转化为碳纤维的乱层石墨结构。预氧丝在惰性气体的保护下，经过低温碳化炉、高温碳化炉碳化制得高性能碳纤维。碳化温度一般为400℃~1600℃，在此温度中，预氧丝中的N、H、O等非碳元素从纤维中释放出来。碳化炉中对惰性气体纯度的要求非常严格，故碳化炉端口通常使用迷宫式密封来起到密封作用。碳化炉的温度控制、牵伸速度控制、停留时间、碳化过程产生的焦油的排除、废气的处理等都是碳化技术的关键，对碳纤维产品的性能影响非常大。
（四）表面处理工艺
要制备高性能的碳纤维复合材料，需要对碳纤维的表面进行处理，以提高纤维和树脂之间的结合力。表面处理工艺主要为电解、水洗、上胶、干燥等过程。其中电解液的选择、上胶剂的选择对碳纤维复合材料的性能有很大的影响。
三、综述
关键词：腈纶；粘纤；聚酯纤维；定量分析
1 引言
腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名，国外则称为“奥纶”、“开司米纶”。通常是指用85%以上的丙烯腈与第二和第三单体的共聚物，经湿法纺丝或干法纺丝制得的合成纤维。丙烯腈含量在35%～85%之间的共聚物纺丝制得的纤维称为改性聚丙烯腈纤维。腈纶纤维有人造羊毛之称。具有柔软、蓬松、易染、色泽鲜艳、耐光、抗菌、不怕虫蛀等优点，根据不同用途的要求可纯纺或与天然纤维、人造纤维、其他合成纤维混纺，其纺织品被广泛地用于服装、装饰、产业等领域。基于腈纶在纺织品中的广泛应用，腈纶混纺产品的含量分析也成为人们关注的热点。从GB/T 2910.2―2009附录B（15）中不难看出腈纶/粘纤/聚酯纤维混纺产品的含量分析，只能采用方案4的方法进行检测，也就是说需要采用连续溶解的方法才能完成，即第一步利用GB/T 2910.12―2009 的二甲基甲酰胺的方法，溶解腈纶，剩余粘纤/聚酯纤维，再进行第二步利用 GB/T 2910.11―2009的75%硫酸的方法，溶解粘纤，剩余聚酯纤维，通过计算得出结果，中间要经过二次溶解、过滤、烘干、冷却、称重的过程，检测时间较长，不能满足客户对时间需求。怎样检测才能既满足标准要求又能节省时间呢，带着这一问题，我们对腈纶/粘纤/聚酯纤维混纺产品的含量分析利用GB/T 2910.2―2009方案2的方法进行了试验。
2 试验
2.1 试验样品
腈纶标准贴衬；粘纤标准贴衬；聚酯纤维标准贴衬；粘纤30%、腈纶30%、聚酯纤维40%配比混合样品。
2.2 试验标准
GB/T 2910.2―2009 《纺织品 定量化学分析 第2部分 三组分纤维混合物》、GB/T 2910.12―2009《纺织品 定量化学分析 第12部分：聚丙烯腈纤维、某些改性聚丙烯腈纤维、某些含氯纤维或某些弹性纤维与某些其他纤维的混合物（二甲基甲酰胺法）》、GB/T 2910.11―2009《纺织品 定量化学分析 第11部分： 纺织品 化纤维素纤维与聚酯纤维的混合物（硫酸法）》。
2.3 试剂
二甲基甲酰胺，沸点152℃～154℃。75%硫酸：在冷却的条件下，慢慢地将700mL（密度1.84g/mL）加入到350mL水中，待溶液冷却至室温，再用水稀释至1L。稀氨溶液，将200mL氨水（密度0.880 g/mL）用水稀释至1L。
2.4 试验设备
六孔恒温水浴锅（90℃～95℃）、恒温水浴振荡器[（50±5）℃]、分析天平（精度0.0002g）、恒温鼓风干燥箱[（105±3）℃]、抽滤装置、玻璃砂芯漏、200mL具塞三角瓶等。
2.5 试验方法
2.5.1 二甲基甲酰胺法
按照GB/T 2910.1规定的通用程序进行，然后按以下步骤操作。
把准备好的试样放入三角烧瓶中，每克试样加入150mL二甲基甲酰胺，塞上玻璃塞，摇动烧瓶将试样充分润湿后，让烧瓶保持90℃～95℃放置1h。如果试样中的聚丙烯腈难以溶解，可以多加50mL二甲基甲酰胺，在此期间用手轻轻摇动5次。用玻璃砂芯坩埚过滤，残留物留在烧瓶中，另加60mL二甲基甲酰胺，保持90℃～95℃放置30min，用手轻轻摇动2次。把残留物过滤到玻璃砂芯坩埚，真空抽吸排液，并用水将残留物洗至坩埚中，真空抽吸排液。热水加满坩埚洗涤残留物两次，每次重力排液后再用真空抽吸。如果不溶纤维是聚酰胺纤维或聚酯纤维，可把玻璃砂芯坩埚和残留物烘干、冷却、称重。如果不溶纤维是动物纤维、棉、粘胶纤维、莫代尔纤维或铜氨纤维，将残留物转移到烧瓶中，加入160mL水，在室温下保持5min，不时地剧烈摇动。将液体过滤到坩埚排液，重复水洗3次以上，最后一次清洗将残留物过滤到坩埚中，真空抽吸排液。用水清洗烧瓶中的残留物全部转移到坩埚中。最后真空抽吸，将坩埚和残留物烘干，冷却，称重[1]。
2.5.2 75%硫酸法
按照GB/T 2910.1规定的通用程序进行，然后按以下步骤操作。
把准备好的试样放入三角烧瓶中，每克试样加入200mL硫酸溶液，塞上玻璃塞，摇动烧瓶将试样充分润湿后，将烧瓶保持（50士5）℃放置1h，每隔10min摇动一次。将残留物过滤到玻璃砂芯坩埚，真空抽吸排液，再加少量硫酸清洗烧瓶。真空抽吸排液，加入新的硫酸溶液至坩埚中清洗残留物，重力排液至少1min后再用真空抽吸。冷水连续洗涤若干次，稀氨水中和两次，再用冷水洗涤。每次洗涤先重力排液再抽吸排液。最后将坩埚和残留物烘干，冷却，称重[2]。
2.6 结果计算
混纺产品净干重量百分率的计算公式如下。
2.6.1 方案2计算公式
公式（1）、（2）、（3）适用于第一个试样中去除组分（a），留下残留物为其他两种组分（b+c），第二个试样中去除组分（a+b），留下残留物为第三个组分（c）：
P1=100-（P2+P3） （1）
P2=100×d1×r1/m1-d1/d2×P1 （2）
P3=d4×r2/m2×100 （3）
式中：
P1――第一组分净干质量百分率（第一个试样溶解在第一种试剂中的组分），%；
P2――第二组分净干质量百分率（第二个试样在第二种试剂中和第一个组分同时溶解的组分），%；
P3――第三组分净干质量百分率（在两种试剂中都不溶解的组分），%；
m1――第一个试样经预处理后的干重，g；
m2――第二个试样经预处理后的干重，g；
r1――第一个试样经第一种试剂溶解去除第一个组分后，残留物的干重，g；
r2――第二个试样经第二种试剂溶解去除第一、第二组分后，残留物的干重，g；
d1――质量损失修正系数，第一个试样中不溶的第二组分在第一种试剂中的质量损失；
d2――质量损失修正系数，第一个试样中不溶的第三组分在第一种试剂中的质量损失；
d4――质量损失修正系数，第二个试样中不溶的第三组分在第二种试剂中的质量损失；
2.6.2 方案4计算公式
公式（4）、（5）、（6）适用于同一个试样，从混合物中连续溶解去除两种纤维组分。
P1=100-（P2+P3） （4）
P2=d1×r1/m×100-d1/d2×P3 （5）
P3=d3×r2/m×100 （6）
式中：
P1――第一组分净干质量百分率（第一个溶解的组分），%；
P2――第二组分净干质量百分率（第二个溶解的组分），%；
P3――第三组分净干质量百分率（不溶解的组分），%；
m――试样预处理后的干重，g；
r1――经第一种试剂溶解去除第一组分后，残留物的干重，g；
r2――经第一、第二种试剂溶解去除第一、第二组分后，残留物的干重，g；
d1――质量损失修正系数，第二组分在第一种试剂中的质量损失；
d2――质量损失修正系数，第三组分在第一种试剂中的质量损失；
d3――质量损失修正系数，第三组分在第一、第二种试剂中的质量损失[3]。
2.6.3 d值的计算公式
（7）式中：
m0――已知不溶纤维干重，g；
m1――试剂处理后不溶纤维干重，g。
当d值大于1时，表明不溶纤维在溶解过程中有重量损失，计算结果时要予以补偿；d值小于1时，表明不溶纤维在溶解过程中有重量增加，计算结果时要予以扣除；d值等于1时，表明不溶纤维在溶解过程中没有重量变化。
3 试验结果与讨论
3.1 腈纶的溶解性能
从腈纶的化学性质上看，腈纶具有良好的化学稳定性，但在浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸的作用下会溶解。耐碱性比锦纶差，在热稀碱、冷浓碱溶液中会变黄，在热浓碱溶液中会立即被破坏。那么腈纶在75%硫酸的作用下会是什么状态呢，基于这一思考，对腈纶的溶解性能进行了试验。
为了详细了解腈纶在75%硫酸中溶解情况，确保所用试剂的使用效果，选择在几个常用的温度条件对腈纶的溶解性能进行试验。试验结果见表1[4]。
表1 腈纶在75%硫酸中的溶解性能
从上述试验可以看出，不同条件下75%硫酸溶解腈纶的状况也有所不同，温度低时，需要的溶解时间相对较长，试验表明75%硫酸在温度50℃时间50 min时能将腈纶完全溶解，也就是说，GB/T 2910.11―2009纺织品定量化纤维素纤维与聚酯纤维的混合物（硫酸法）的试验条件[温度（50±5）℃，时间1h]，75%硫酸完全满足腈纶的溶解条件。我们采用GB/T 2910.11―2009的方法，对腈纶溶解情况进行验证试验，试验结果见表2。
试验证明，采用GB/T 2910.11―2009试验方法，腈纶的重量修正系d值为：1.00，表明腈纶完全溶解。
3.2 利用方案4试验结果
利用GB/T 2910.2―2009方案4，对腈纶/粘纤/聚酯纤维混纺产品定量的检测，d值分别为，d1：1.01；d2：1.01；d3：1.01。此方法是标准规定的方法，试验结果见表3。
3.3 利用方案2试验结果
利用GB/T 2910.2―2009方案2，对腈纶/粘纤/聚酯纤维混纺产品定量的检测，d值分别为，d1：1.01；d2：1.01；d3：1.00。此方法不是标准规定的方法，试验结果见表4。
3.4 分析与讨论
从3.1的试验结果可以看出，通过对腈纶溶解性能的验证试验，腈纶能溶于75%硫酸，只是在不同的试验条件下，溶解的效果也有所不同，腈纶在温度50℃时30min条件下就能完全溶解，我们利用GB/T 2910.11―2009的方法，按温度（50±5）℃、时间1h的条件进行试验，结果表明，腈纶完全溶解，具备GB/T 2910.2―2009标准中方案2的检测条件。
从3.2的试验可以看出，方案4的检测，是标准对腈纶/粘纤/聚酯纤维混纺产品定量分析规定方法，从检测结果上看，数据最大相对误差为0.28%，最大变异系数为0.63%，检测数值一致性较好，均在1%的标准允差范围内，唯一的缺点就是检测时间较长。
从3.3的试验结果可以看出，方案2的检测，不是标准对腈纶/粘纤/聚酯纤维混纺产品定量分析规定方法，但从检测结果看，数据最大相对误差0.12%，数据最大变异系数为0.24%，检测数值更加稳定，均在1%的标准允差范围内，完全满足检测的需要，同时又节约了检测时间，取得满意效果。
4 结论
综上所述，通过对腈纶溶解性能的研究和试验，实验室在进行腈纶/粘纤/聚酯纤维混纺产品定量检测时，可以采用GB/T 2910.2―2009标准中方案2的检测方法，混纺各纤维的溶解性能能够满足检测的需要，通过两个方案的对比试验证明，利用GB/T 2910.2―2009标准中方案2的检测，从环节比方案4少一个操作周期，检测数值更加稳定，但从总体上看，方案2与方案4的检测结果相差无几，完全符合标准要求。
参考文献：
[1] GB/T 2910.12―2009纺织品 定量化学分析 第12部分：聚丙烯腈纤维、某些改性聚丙烯腈纤维、某些含氯纤维或某些弹性纤维与某些其他纤维的混合物（二甲基甲酰胺法）[S].
[2] GB/T 2910.11―2009纺织品 定量化学分析 第11部分：纤维素纤维与聚酯纤维的混合物（硫酸法）[S].
[3] GB/T 2910.2―2009 纺织品 定量化学分析 第2部分： 三组分纤维混合物[S].
蚕蛹蛋白粘胶长丝集真丝和粘胶人造丝优点于一身，具有很好的织造性能和服用性能，文章介绍了蚕蛹蛋白粘胶长丝的形态结构、氨基酸组成与性能、纤维制取和产品的开发。
关键词：蚕蛹蛋白粘胶长丝；形态结构；氨基酸组成与性能；纤维的制取和产品开发
Physical and Chemical Properties of Pupa Protein Viscose Filament Yarn and Its Application Research
Abstract：Having good herstellbar and wearability, Pupa protein viscose filament yarn combines the advantages of both silk and viscose. This paper mainly focus on the morphostructure of Pupa protein viscose filament yarn, its composition and performance, manufacture and product development.
Key Words：Pupa protein viscose filament yarn；Morphostructure；Amino acidcomposition and performance；Product development
蚕蛹蛋白纤维分为蚕蛹-粘胶共混纤维和蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维两个品种。目前，使用较多的是蚕蛹-粘胶共混纤维，称为蚕蛹蛋白粘胶长丝。
蚕蛹蛋白粘胶长丝是综合利用高分子改性技术、化纤纺丝技术、生物工程技术将蚕蛹经特殊的生产工艺配制成纺丝液，再与粘胶按比例共混纺丝，在特定条件下形成的具有稳定皮芯结构的蛋白纤维，由于蚕蛹蛋白液与粘胶的物理化学性质不同，使蚕蛹蛋白主要聚集在纤维表面。蚕蛹蛋白粘胶长丝集真丝和粘胶人造丝优点于一身，具有舒适性、亲肤性、染色鲜艳、悬垂性好等优点，其织物光泽柔和，手感滑爽，吸湿、透气性好，作为纺织原料，它具有很好的织造性能和服用性能。
1蚕蛹蛋白粘胶长丝的基本结构形态
蚕蛹蛋白粘胶长丝有金黄色和浅黄色两种，纤维表面富有18种氨基酸。这种蛋白纤维是由两种物质构成――纤维素和蛋白质，具有两种聚合物的特性，属于复合纤维的一种，两种组分在纤维横截面上的配置类型，从理论上来分析，由于蚕蛹蛋白液与粘胶的物理化学性质不同，特别是它们的黏度相差很大，使蚕蛹蛋白液与粘胶的混合纺丝液经酸浴凝固形成时，蛋白质主要分布于纤维的表面，因此蚕蛹蛋白粘胶长丝属于皮芯型。纤维切片经显微镜下观察，纤维素部分呈白色略显浅蓝，在纤维切面的中间，蛋白质呈蓝色，而在纤维切面的，整个切面形成皮芯层结构。蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维颜色呈淡黄色。图1所示为蚕蛹蛋白粘胶长丝经考玛斯亮蓝R-250染色后，在400倍显微镜下纤维切片的照片。图A为蚕蛹蛋白粘胶长丝30Nm/50F(做切片时采用水分散，区分效果更明显)，图B为蚕蛹蛋白粘胶长丝30Nm/50F（甘油分散）。
2蚕蛹蛋白纤维的氨基酸组成
蚕蛹蛋白纤维的氨基酸组成见表1。
蚕蛹蛋白纤维是由18种氨基酸组成的高蛋白纤维，蛋白质集于化纤表面，它与纤维素形成分子上的结合，十分牢固，蛋白质中氨基酸含量达60%，其中8种为人体所必需，一种是婴儿营养所必需，另外还含有维生素B2、脱氧核苷酸等特殊成分。具体而言，这18种氨基酸大多是营养物质，与人体皮肤的成分极为相似，其中丝氨酸、苏氨酸、亮氨酸等具有促进细胞新陈代谢、加速伤口愈合、防止皮肤衰老的功能；丙氨酸可防止阳光辐射及血蛋白球下降，对于防止皮肤瘙痒等皮肤病均有明显的作用；还对肩周炎、风湿性关节炎、胃炎和干性皮肤的滋润等均有保健作用。
图A 切片采用水分散的照片图B 切片采用甘油分散的照片
图1蚕蛹蛋白长丝染色后在显微镜下纤维切片照片
表1蚕蛹蛋白粘胶长丝所含氨基酸百分比
3蚕蛹蛋白纤维的性能
（1）蚕蛹蛋白纤维的物理机械性能
①蚕蛹蛋白粘胶长丝与蚕丝、粘胶长丝物理机械性能对比见表2。
②蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维
蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维干强为1.41cN/dtex～2.29cN/dtex，断裂伸长率10%～30%。
蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维中含有天然高分子化合物（蚕蛹蛋白）和合成成分（聚丙烯腈），它具有蛋白纤维吸湿性、抗静电性、舒适性好等特点，同时又具有聚丙烯腈的手感柔软、保暖性好等优良特性。
（2）蚕蛹蛋白纤维的化学性能
蚕蛹-粘胶共混纤维为皮芯层结构，纤维素部分在纤维的中间，蛋白质在纤维的外层。所以，很多情况下蚕蛹-粘胶共混纤维表现的是蛋白质的两性性质，酸和碱都会促使蛋白质水解，但酸对它的作用较弱，而碱对它的作用则强得多。试验证明，5%的盐酸使其强力下降2.9%，而在2%的氢氧化钠作用下，它的强力下降9.3%。蚕蛹蛋白粘胶长丝的另一优点是它的抗虫蛀、耐霉性好。蛋白质中含有较多的氨基等强亲和基因，这为活性染料中温中性染色提供了基础。
蚕蛹蛋白与丙烯腈接枝共聚纤维同时含有聚丙烯腈和蚕蛹蛋白分子，它同时表现出两种纤维的化学性能。
（3）蚕蛹蛋白纤维的生物性能
蛋白质位于蚕蛹-粘胶共混纤维的外层。人们在穿着用蚕蛹蛋白-粘胶共混纤维长丝制成的织物时，与人体直接接触的是蛋白质，所以它对皮肤具有良好的相容性和保健性。例如，对于防止皮肤瘙痒等皮肤病有明显的作用，对干性皮肤的滋润有保健作用。
4蚕蛹蛋白纤维的制取
（1）蚕蛹-粘胶共混纤维
①纺丝用蚕蛹蛋白的制备
首先将经过选择的新鲜蚕蛹经烘干、脱脂、浸泡，在碱溶液中溶解后，进行过滤，用分子筛控制分子量，再进行脱色处理，调节等电点，进行水洗，最后经脱水、烘干制得蚕蛹蛋白，将蚕蛹蛋白溶解成蚕蛹蛋白溶液，加化学修饰剂修饰后，与高聚物共混即可纺丝。纺丝用蚕蛹蛋白的组分和用量为：蚕蛹蛋白35%～39%，化学试剂2%～5%，高聚物55%～65%。其中化学修饰剂为丙烯腈或丙烯酰胺；高聚物为聚乙烯醇、丙烯腈、粘胶、丙烯酰胺。
②蚕蛹蛋白纺丝液体的制备
将对分子质量在1万～8万之间、蛋白质含量在75%以上的蚕蛹蛋白，放入温度为60℃左右的软水中反复漂洗，直至蚕蛹蛋白充分澎润，漂洗液的pH值为6～7，然后脱水，得到漂洗后的蚕蛹蛋白。
按蚕蛹蛋白：氢氧化钠=1:0.08～1:0.2（固体重量比）的氢氧化钠水溶液中，恒温搅拌3h～5h，得到蚕蛹蛋白液体。
将上述蚕蛹蛋白液体降温至40℃～45℃，加入浓度为0.05%～0.3%过氧化氢进行引发后，再按蚕蛹蛋白：丙烯酰胺或丙烯腈=1:0.1～1:0.3（固体重量比）加入丙烯酰胺或丙烯腈，经充分搅拌得到蚕蛹蛋白纺丝液体。蚕蛹蛋白纺丝液的组成及配比为：蚕蛹蛋白15%～20%，丙烯酰胺或丙烯腈1.5%～6%，软水77%～80%，氢氧化钠0.7%～4%，过氧化氢0.05%～0.1%。
③蚕蛹蛋白复合长纤维（蚕蛹-粘胶共纺纤维）的制取
按蚕蛹蛋白：氢氧化钠=1:0.08～1:0.2（固体重量比），将蚕蛹蛋白溶液在温度为45～50℃、浓度为1.2%～2%（重量比）的氢氧化钠水溶液中，经过滤得到蚕蛹蛋白溶液，再在温度为40℃～45℃的蚕蛹蛋白溶液中加入0.5%～1%的过氧化氢进行引发后，按蚕蛹蛋白：丙烯酰胺=1:0.1～1:0.15（固体重量比）加入丙烯酰胺，经充分搅拌得到蚕蛹蛋白纺丝液。
按蚕蛹蛋白：粘胶=1:2～1:2.5（固体重量比），将蚕蛹蛋白纺丝液同粘胶纺丝液分别脱色后，在常温下共混，采用纺前注射和静态混合直接纺丝，制得纤维。
最后，将纤维在45℃～55℃凝固浴中进行处理，然后将经凝固浴后的纤维用醛化液进行醛化处理1 h～3h。凝固浴的组成及浓度（g/l）为：硫酸钠250～360，硫酸80～130，凝固浴的比重为1.25～1.32。醛化液的组成及浓度（g/l）为：甲醛25%～50%，硫酸7%～25%，硫酸钠130%～250%。
（2）蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维
①蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维纺丝原液的制备
第一步是配制蚕蛹蛋白硫氰酸钠溶液：取硫氰酸钠（分析纯），加入无离子水，配制成50%～75%的硫氰酸钠浓溶液，再取固定量的蚕蛹蛋白（相对分子质量为1万～6万）溶于50%～75%浓溶液中，溶解温度为50℃～80℃，溶解时间为30min～120min，经过滤再加入无离子水45%～48.5%的蚕蛹蛋白硫氰酸钠溶液。
第二步是配制聚合液：按比例将蚕蛹蛋白硫氰酸钠溶液83.62%～89.445%（重量百分比下同）、丙烯磺酸钠或甲级丙烯磺酸钠（分析纯）0.05%～0.30%、偶氮二异丁腈（分析纯、引发剂）0.005%～0.08%、丙烯腈（分析纯）10%～14.5%、甲醛丙酸甲酯或丙烯酸甲酯（分析纯）0.5%～1.5%，按顺序一次加入，搅拌使固体物料完全溶解，然后倒入反应器中。
第三步是接枝共聚反应：搅拌并升温使上述已在反应器内的聚合液进行接枝共聚反应，搅拌速度为50r/min～200r/min，升温速率控制在(1±0.1)℃/min。当反应温度为65℃时，使温度缓慢上升，升温速度控制在(5±0.5)℃/min，在70℃～85℃时反应1.5h～2.5h，反应后的接枝共聚物经脱泡、脱单后制得蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维的纺丝原液，其落球黏度为210s～410s，聚合物相对分子质量为6.4万～8.3万。
②蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维的制取
将上述配制的纺丝原液经计量泵压入，通过（80～300）×0.08nm的喷丝板喷出；喷出原液细流在硫氰酸钠溶液浓度8%～15%、温度5℃～15℃，凝固浴长0.8m～1.5m的凝固浴中凝固成形，得到初生纤维。
初生纤维经温度为60℃～80℃，硫氰酸钠溶液浓度为3%～8%的预热浴中进一步凝固，并施行1.2～2.5倍的牵伸；预热拉伸后的纤维经无离子水水洗；再经温度为95℃～100℃、拉伸倍数为1.5～4.0倍的第一沸水拉伸及温度为95℃～100℃、拉伸倍数为2.0～4.0倍的第二沸水拉伸；最后进行上油、干燥，得到蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维。
5蚕蛹蛋白纤维的产品开发
蚕蛹蛋白粘胶长丝兼具真丝和粘胶纤维的优良性能，在一定程度上优于真丝，其织物既可以达到高度仿真的效果，且在很多方面比真丝更具优势，还可以与真丝、精梳棉交织开发出高档机织和针织服装面料或内衣。其产品以高档衬衫、内衣、春夏季服饰面料及家纺织物为主。
不同织物组织的织物性能比较列于表3中。
由上表可见，由于织物组织结构不一样，其织物风格也有所不同，作为服装面料都有一定的特点，常用作春夏季服装面料。
蚕蛹蛋白粘胶长丝开发较多的产品是针织圆机产品， 针织物具有良好的透气透湿性、弹性和悬垂性。蚕蛹蛋白粘胶长丝手感光滑、光泽好、卫生性能优良，纯针织物可充分利用蚕蛹蛋白纤维的保健性能，用于贴肤内衣、高档睡衣、T恤衫、夏季裙子等服装。如与其他原料交织可以达到性能的互补作用，改善织物性能上的不足，扩大蚕蛹蛋白纤维的应用领域，并可提高织物的弹性、耐磨性、蓬松感和丰满度，提升服装的档次，使蚕蛹蛋白粘胶长丝的应用领域扩大到秋冬季的服装面料。但是，在选择交织面料时应注意避免使用与蚕蛹蛋白粘胶纤维化学性能相反的原料，以免在后整理中影响蛋白质纤维的性能。为了使织物具有细密的外观和柔软的手感，应选择具有较高机号的圆机进行编织，如32G、28G和24G。
蚕蛹蛋白粘胶纤维长丝除了可开发机织面料和针织圆机产品外，还可开发横机产品。在横机产品中，以开发时装羊毛衫为主。采用氨纶包芯纱和羊毛与蚕蛹蛋白粘胶纤维长丝交织，后者为织物提供闪色效应。另一方面，氨纶和羊毛提高了织物的厚度，增加了织物的蓬松感和丰满度，提升了服装的档次。所开发的横机产品如表4所示。
表4蚕蛹蛋白粘胶纤维长丝横机产品
参考文献：
[1]刘忠.蛹蛋白丝的性能与应用[J].针织工业,2003(6):48-50.
[2]陈峰，张佩华.蚕蛹蛋白粘胶长丝的性能和在针织上的应用[J]. 上海纺织科技,2000(10):41-43.
[3]张迎晨，吴红艳. 蚕蛹蛋白粘胶长丝面料的开发及性能测试[J].棉纺织技术,2003(1):31-34.
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月7日，工信部印发《加快推进碳纤维行业发展行动计划》。计划提出，经过3年努力，初步建立碳纤维及其复合材料产业体系，碳纤维的工业应用市场初具规模；到2020年，我国碳纤维品种规格齐全，基本满足国民经济和国防科技工业对各类碳纤维及其复合材料产品的需求，初步形成2～3家具有国际竞争力的碳纤维大型企业集团及若干创新能力强、特色鲜明、产业链完善的碳纤维及其复合材料产业集聚区。
计划要求在产业推进发展进程中不忘转型升级，并鼓励骨干企业开展跨地区、跨所有制的联合重组，力争到2020年前5家生产集中度提高至70%以上。
鼓励发展高技术碳纤维材料。加快高强型GQ4522级碳纤维产业化建设步伐，掌握碳纤维预浸料制备、复合材料构件设计与制造、产品性能评价等关键技术；有效集成单体聚合、纤维成型、氧化碳化、表面处理等关键工艺技术，逐步实现高强中模型、高模型、高强高模型等系列品种产业化。
抑制低水平重复建设。原则上不鼓励新建高强型GQ3522级碳纤维生产线，新建高强型GQ4522级碳纤维产业化生产装置单套能力应不低于1000吨/年。吨聚丙烯腈原丝产品消耗丙烯腈不高于1.1吨，吨碳纤维产品消耗聚丙烯腈原丝不高于2.1吨。
计划提出，围绕航空航天、军事装备、重大基础设施等领域对高端碳纤维产品的性能要求，建立完善上下游一体化协作机制，保障供应性能优越、质量稳定的碳纤维产品。完成碳纤维复合材料在民用航空航天领域关键结构件的应用验证，达到适航要求。加快碳纤维复合材料在跨海大桥、人工岛礁等重大基础设施中的示范应用。
围绕风力发电、电力输送、油气开采、汽车、压力容器等领域需求，支持应用示范，引导生产企业、研究设计机构与应用单位联合开发各种形态碳纤维增强复合材料、零部件及成品，加快培育和扩大工业领域应用市场，带动相关产业转型升级，保障战略性新兴产业发展需要。
加大碳纤维在建筑补强领域的应用范围，提高建筑安全系数；继续做大做强碳纤维体育休闲产品，满足民众对文化体育生活的需求；积极开拓碳纤维产品在安全防护、医疗卫生、节能环保等领域的应用，不断满足经济和社会发展需求。（本刊）
常见的复合材料有：
1、玻璃钢，它是由玻璃纤维和酚醛树脂复合制成的。
2、碳纤维，它主要是以粘胶丝、聚丙烯腈纤维和沥青丝等为原料，然后在高达2800℃的高温下碳化而成的。
3、烧灼材料，它是用玻璃纤维和酚醛塑料的环氧树脂制成的复合材料。
（来源：文章屋网 ）
一、衣
随着生活水平的提高，人们都喜欢穿羊毛衫和羊毛外套。俗话说：“羊毛出在羊身上。”但也有不出在羊身上的“羊毛”，这就是在百货商店堆满毛线柜台，色彩特别耀眼的腈纶毛线。腈纶有“合成毛线”之称，它的学名叫聚丙烯腈，它具有羊毛的特点，并且有优于羊毛之处。腈纶是怎样合成的呢？制取腈纶的原料是丙烯腈（CH=CHCN），丙烯腈可以由电石制造，也可以用石油裂解和炼油废气中的丙烯来制造，丙烯经过氨氧化后，便成了丙烯腈：2CH=CH-CH+2NH+3O2CH=CH-CN+6HO。丙烯腈通过聚合反应变成聚丙烯腈，然后通过喷丝、纺织，便成了腈纶纤维。
二、食
炸油条时，要向面团里常加入纯碱和明矾，这是为什么呢？其实发明油条的人可能并不懂得化学，但是他不自觉地利用了三个化学原理，才发明了受人喜欢的油条。纯碱（NaHCO）和氢氧化钠（NaOH）是做油条过程中的第一个反应：NaCO+HO=NaHCO+NaOH。第二个反应是生成的NaHCO受热分解成NaCO、HO、CO：2NaHCO=NaCO+HO+CO。这两个反应的结果使面团里形成了许多充满二氧化碳的微小气室，气体受热会发生膨胀，所以在炸油条时，油条迅速膨胀起来。但上面两个反应结果会产生较多的NaOH，NaOH是强碱，是不能吃的，巧在发明油条的人知道用明矾来中和NaOH的碱性，反应产生的Al(OH)以胶体形式存在，有利于包裹二氧化碳气体和使面团具有较大的伸胀性。Al(OH)是胃舒平的主要成分，它能中和胃中产生过多的胃酸（盐酸），保护胃壁黏膜，因此患有胃病的人常吃油条有好处，不但营养价值高，而且舒坦了自己的胃。
醋的化学名字叫乙酸，分子式为CHCOOH。醋不仅是一种调味品，而且有很多用途：1.在烹调蔬菜时，放点醋不但味道鲜美，而且有保护蔬菜中维生素C的作用（因维生素C在酸性环境中不易被破坏）。2.在煮排骨、鸡、鱼时，如果加一点醋，可以使骨中的钙质和磷质被大量溶解在汤中，从而大大提高人体对钙、磷的吸收率。3.患有低酸性胃病（胃酸分泌过少，如萎缩性胃炎）的人，如果经常用少量的醋做调味品，既可增进食欲，又可使疾病得到治疗。4.在鱼类不新鲜的情况下，加醋烹饪不仅可以解除腥味，而且可以杀灭细菌。5.醋可以作为预防痢疾的良药。痢疾病菌一遇上醋就一命呜呼，所以在夏季痢疾流行的季节，多吃点醋，可以增加肠胃内杀灭痢疾病菌的作用。6.醋还可以预防流行性感冒。将室内门窗关严，将醋倒在锅里漫火煮沸至干，便可以起到消灭病菌的作用。7.擦皮鞋时，滴上一滴醋，能使皮鞋光亮持久。8.铜、铝器用旧了，用醋涂擦后清洗，就能恢复光泽。9.杀鸡鸭前20分钟，给鸡鸭灌一些醋，拔毛就容易了。10.衣服上沾染了水果汁，用醋一泡，一搓就掉。11.用醋浸泡暖水瓶中的水垢，可以达到除垢的目的。12.夏天毛巾易发生霉变而出异味，用少量的醋洗毛巾就可以消除异味。
三、住
聚氯乙烯（PVC）是家居中广泛应用的墙纸的化学原料，把它用刮刀均匀地涂在底纸，再经过一定的工序后，印刷和沟底轧花而成。我们用的肥皂盒、梳子、拖鞋、凉鞋、水桶等大都是由聚氯乙烯制成的，它们有的比丝绸还要柔软，有的比钢铁还要坚硬。
四、行
汽车燃烧的汽油、柴油等其实都是从石油中分离出来的不同的烃。但石油属化石燃料，燃烧产物主要是二氧化碳，会造成温室效应。所以我们应积极开发新能源。新能源主要包括：太阳能、风能、核能、生物能、氢能等。如果具体到应用上，大致可以归为以下几类：太阳能发电；风力发电；核能发电；乙醇汽油、甲醇汽油。
五、用
铅笔芯是由石墨掺合一定比例的粘土制成的，当掺入粘土较多时铅笔芯硬度增大，笔上标有Hard的首写字母H。反之则石墨的比例增大，硬度减小，黑色增强，笔上标有Black的首写字母B。圆珠笔：油墨是一种粘性油质，是用胡麻子油、合成松子油（主含萜烯醇类物质）、矿物油（分馏石油等矿物而得到的油质）、硬胶加入油烟等而调制成的。在使用圆珠笔时，不要在有油、有蜡的纸上写字，否则油、蜡会嵌入钢珠沿边的铜碗内影响出油，还要避免笔受撞击、曝晒，不用时随手套好笔帽，以防止碰坏笔头、笔杆变型及笔芯漏油而污染物体。如遇天冷或久置未用，笔不出油时，可将笔头放入温水中浸泡片刻后再在纸上划动笔尖，即可写出字。钢笔：笔头用各含5％―10％的Cr、Ni合金组成的特种钢制成的笔。铬镍钢抗腐蚀性强，不易氧化，是一种不锈钢，该种笔的抗腐蚀性能好，但耐磨性能欠佳。
膜通量的变化
超滤在过滤15min，反冲5min和无反冲的两种操作参数条件下，实验过程中采用恒压过滤，进膜压力为100kPa，反冲洗压力为120kPa，其长期渗透通量变化如图4.1所示。从图4.1中可看出，周期反冲洗条件下通量下降很缓慢，无反冲洗时渗透通量的下降速率远远快于周期反冲洗的情况，说明周期反冲洗有利于缓解膜的污染，这是因为周期反冲洗使一部分在膜表面沉积的污染物被及时带离膜表面，从而避免了污染物在膜表面的大量累积。
污染物去除效果
采用截留分子量为10，000Da的国产中空纤维膜对西安市北石桥污水净化中心的二沉池出水进行了直接超滤实验，其操作条件为：按过滤15min后，反冲5min的周期运行。实验过程中采用恒压过滤，进膜压力为100kPa。通过测定结果考察了超滤对污水中几种重要指标（浊度、色度、细菌总数、大肠杆菌、UV254、TOC）及水中环境内分泌干扰物质的去除效果。
浊度
图4.2为超滤过程中，进出水浊度随时间的变化情况。由图可以发现，原水浊度大多数在1.02～2.56NTU范围内，出水浊度均小于0.2NTU，平均去除率高达90%以上，说明超滤对原水中的浊度物质最终几乎可以完全截留。
关于超滤膜除浊机理一般认为超滤膜与杂质作用会有以下几种情形[39]：
（1）溶质在膜表面及微孔壁上产生吸附；
（2）溶质的粒径大小与膜孔径相仿，溶质在孔中停留，引起阻塞；
（3）溶质的粒径大于膜孔径，溶质在膜表面被机械截留，实现筛分。
这三种作用的协同效应的抑制了水中浊度物质穿透超滤膜，从而提高了超滤膜除浊效率。
图4.3为超滤过程中，进出水TOC随时间的变化情况。TOC是代表污水中总有机物含量
的重要指标，由图 4.3可看出超滤膜的截留机理不能可靠地保证出水的有机物浓度，其平均去
除率为20%左右。有研究者曾应用中空纤维超滤膜对20种不同原水进行超滤处理，实验结果表明TOC的平均去除率为18%[40]，与本实验结果相近。进水有机物浓度较高时，超滤膜相应出水的有机物浓度也会升高。因此超滤膜对有机物浓度的处理效果受进水影响较大。
UV254
图4.4为超滤过程中，进出水UV254随时间的变化情况。UV254为254nm波长下水样的紫外吸光度。UV254反映的是水中具有非饱和键的有机物（芳香族化合物）浓度，可作为TOC及THMs前体物的代用参数，与三卤甲烷前体物有很好的相关性。由图4.4可以看出，原水UV254为0.156～0.195cm-1，滤后水UV254在0.118～0.148cm-1范围内，平均去除率将近20%。其去除效果与TOC去除效果相似。
图4.5为超滤过程中，进出水色度的去除情况。由图可知，原水色度在8～28度范围内变化，且原水色度并不稳定，随过滤时间有上升趋势，但是膜处理后出水色度基本稳定在5.5度左右。实验数据表明，色度的平均去除率为46%，说明超滤对污水的深度处理在除色方面有一定的优越性和抗冲击负荷能力。
图4.6、4.7是超滤膜对细菌总数和大肠菌群的去除情况.由图中数据可以看出，西安北石桥污水净化中心二沉池出水的细菌总数和大肠菌群均达到103数量级，经超滤膜过滤后的水中细菌总数和大肠杆菌数都降低到101数量级，细菌总数和大肠杆菌的去除率均达到了99%，可见，超滤水处理工艺有很好的灭菌效果。
对于内分泌干扰物质（EDCs），我们针对3种典型的酯类：邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、邻苯二甲酸二辛酯和邻苯二甲酸二异辛酯（DOP/DIOP），3种典型的氯酚类：双酚A（BPA）、2，4-二氯苯酚（DCP）、五氯酚（PCP），和2种雌激素：雌酮（E1）、17β-雌二醇（17β-E2）进行了检测分析，表4.1为超滤处理水中这些EDCs的平均浓度，并同二级处理水进行了比较。如表4.1所示，在原水中部分EDCs的浓度较高，尤其是增塑剂DBP、DOP/DIOP和雌激素17β-E2。而这些EDCs的浓度在超滤处理水中已有明显降低，其中DEP未检出，氯酚类的去除率最高达到了90%，脂类和雌激素也有一定的去处。可以看出，超滤对雌激素污染物质的去除效果比较理想。
选用NaOH（pH=12）、柠檬酸（pH=4）和NaClO（500mg/L）三种不同的化学药剂对污染膜进行不同时间的清洗，比较膜清洗效果，从而确定最佳清洗剂。图4.8给出了三种清洗剂在不同清洗时间下的渗透通量。
表4.2列出了三种清洗剂在不同清洗时间下的纯水通量恢复系数（纯水通量恢复系数=清洗后膜的纯水通量/膜的初始纯水通量）。
从图4.8和表4.2可得出：次氯酸钠（NaClO）是比较有效的清洗剂，清洗时间确定为60min，研究表明，次氯酸钠清洗膜污染物质的机理在于其较强的氧化性可把粒子从膜表面去除 [41]。
本章小结
以截留分子量1万Da的聚丙烯腈中空纤维超滤膜组件，对二沉池出水进行了长期中试试验，可以得到以下结论：
（1）处理过程中，反冲洗对膜通量影响显著。有反冲时较没有反冲时通量下降速率大大降低。周期水力反冲和定期的化学反洗是维持膜设备连续运行的必要措施。
（2）试验期间，原水浊度主要在2NTU左右变动，而出水浊度始终保持在0.2 NTU以下，平均去除率高达90%以上，说明超滤膜除浊效果显著。
（3）超滤膜对水中有机物的去除效果有限，TOC及UV254平均去除率仅为20%左右，且处理效果受进水有机物的浓度影响较大。
（4）超滤膜对色度的去除效果比较理想，其平均去除率在46%以上。
（5）超滤膜对细菌和大肠菌群有良好的去除效果，去除率均能达到99 %以上。
关键词：防水层；聚脲；基层处理；底层喷涂
中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：
1．概述
喷涂聚脲防水涂料（俗称纯聚脲）是由异氰酸酯组分（简称甲组分）与氨基化合物组分（简称乙组分）反应生成的俗称纯聚脲是一种新型的防水层材料。是国际上近十年来为适应环保需求而研制开发的一种新型无溶剂、无污染的产品，已在我国高速铁路等工程中得到了广泛的应用，现已了GB/T234.46－2009《喷涂聚脲防水涂料》国家标准。聚脲弹性体防水层弹性好，耐磨性好，耐低温，性能可调节范围广，抗腐蚀性能好，并且施工时固化快。通过本施工技术很好地解决了防水层和粗糙的混凝土基层之间粘结不好，封边不好等技术难题，大大地增强了桥梁结构的耐久性。广泛应用于铁路、公路桥梁、屋面防水、隧道防水以及防水保温、防水防腐等复合系统工程。
2．基层处理材料
基层处理剂：为专用基层处理剂(环氧聚氨酯类)，起到透油层的作用，增强了基层的抗渗能力。
基层处理底涂：为环氧及聚氨酯两种材料，具备以下条件：
2.1有良好的抗渗能力；
2.2能封闭混凝土基层的水分、气孔以及修正基层表面微小缺陷；
2.3能够与混凝土基层及聚脲图层有良好的粘接作用；
3．桥面防水层的结构
防护墙内侧的防水层是由“底涂+（纯）聚脲防水涂料厚1.8mm+脂肪族聚氨酯面层厚≥0.2mm”构成；底座板的防水层是由“底涂+（纯）聚脲防水涂料厚≥2mm”构成；防护墙外侧的防水层是由“基层处理剂+聚氨酯防水涂料厚≥0.2mm+C40聚丙烯腈纤维混凝土保护层”构成。
4．防水层的施工技术
4.1 桥面基层的处理
处理后的桥面要干燥、清洁、平整，无油污、浮碴、松动、空鼓、浮土、蜂窝麻面和脱模剂；表面强度要满足设计要求，粗糙度介于CSP对照板中的SP3（轻度）、SP4（中度）之间。
4.2 底涂施工
底涂材料要采用质量合格，无溶剂的底涂材料。在施工前，要对桥面的含水量进行检测，其含水量不可超过7%。检测的方法是将1m2的塑料薄膜铺设于待测基面上，并用胶带密封四周，待3-4小时后掀开塑料薄膜，观察待测基层表面及薄膜。若颜色未加或无深水珠，则含水量达到要求，否则，含水量未达到要求。在施工时，若遇雨雪天气，则要用塑料布提前覆盖梁面。
在采用修补腻子对梁面修补后，进行底涂施工。
底涂一般采用人工刮涂工艺，边角辅以刷涂施工。底涂涂料现配现用，严格按照使用方法称重，并采用搅拌器搅拌均匀。
4.3聚脲防水层施工
4.3.1聚脲施工工艺流程图如下
4.3.2技术培训
施工前按施工工序对技术人员和作业人员进行技术培训。使参建人员熟练掌握操作工艺和技巧，掌握技术标准，确保施工正常进行。
4.3.3基层验收
（1）防水层的基层应平整、清洁。干燥（含水率7%），不得有空鼓、松动、蜂窝麻面、浮渣、浮土、脱模剂和油污，平整度达4m靠尺，尺与基层间隙
（2）梁面的尘土，施工残留的水泥浆，砂浆及油污等必须彻底清理干净，基层表面保持干净，不得有明水。
（3）满足喷涂聚脲防水工程需要的混凝土基层的含水率不应大于7%。
4.3.4工序交接
在抛丸处理工结束后，混凝土表面不宜外露时间过长，应使后续工序与其紧密衔接，防止二次污染。
4.4脂肪族聚氨酯面层施工
4.4.1脂肪族面层施工前，应先对聚脲防水层表面进行清洁处理，确保聚脲防水层表面无油污、灰尘等其他污染物，并保持聚脲防水层表面干燥。脂肪族弹性面漆为反应型双组份涂料，使用时应根据现场需要，现配现用，以免涂料胶化报废。在脂肪族聚氨酯面层施工时，如果与聚脲防水层施工间隔时间超出规定时，应现场做粘结拉拔试验或采用搭接专用粘结剂做预处理后确定。一般为了保证面层和聚脲防水层之间良好的粘接，第一道脂肪族聚氨酯面层宜在聚脲防水层施工完成后6h内完成。脂肪族聚脲面层施工时以喷涂或者辊涂方式进行施工。边角沟槽等难以辊涂施工的部位，可辅以手工刷涂。宜两遍施工，纵横交错覆盖。涂膜施工完毕后，在24h内避免重物碾压，并覆盖防尘保温棚。风力过大时，为了避免物料严重污染梁面，应采取必要的防风措施或停止施工。
4.4.2脂肪族聚氨酯面层材料要求见下表。
脂肪族聚氨酯面层性能指标及试验方法
注：（1）要求所提供的脂肪族聚氨酯面层除了具备以上技术指标外，还要具有良好的施工和复涂性能，与聚脲层以及投入使用后的脂肪族聚氨酯面层表面均具有良好的结合力；（2）面层试验采用聚脲涂膜为基材，涂膜厚度：1.8±0.2(mm)，面层厚度：200µm。
4.5防护墙外聚氨脂防水层施工
防水层施工前应先对基层面进行验收，基层应做到无凹凸不平、不起皮、不起砂，确保无尖锐异物、平整。施工可采用金属锯齿板将涂料均匀刮涂于基层表面或采用喷涂设备将涂料均匀喷涂于基层表面。涂料固化剂、配制好的涂料应在20分钟内用完，随配随用。为了防止气泡存于涂膜内，刮涂时应分两次进行，第一次使用平板在基面上刮涂一层厚度0.2mm左右的涂膜，1-2小时内使用金属锯齿板进行第二次刮涂。防水层铺设施工环境温度不得低于5℃并且完全干涸后方可浇筑保护层。
4.6聚丙烯腈纤维混凝土施工
在防水层完全固化后方可进行保护层施工。浇筑混凝土保护层时，其施工材料、用具必须轻吊轻放，防止碰损已铺好的防水层。保护层采用C40细石聚丙烯腈纤维混凝土。保护层纵向每隔4m作一深约保护层厚度、宽约10mm的断缝。当保护层混凝土强度达到设计强度的50%以上时，用聚氨酯防水涂料将断缝填满、填实，在施工过程中注意不得污染梁体及保护层。每立方米混凝土中聚丙烯腈纤维的掺量应符合设计要求，聚丙烯腈纤维的掺量宜为1kg。施工方法：应采用强制搅拌，搅拌时间不少于3min，注意纤维拌和均匀。采用平板振捣器捣实，振捣时间为20秒左右，并无可见空洞为止。混凝土接近初凝时方可进行抹面，抹刀应光滑以免带出纤维，抹面时不得加水，抹面次数不宜过多。混凝土浇筑完成后，采用土工布覆盖洒水养护，混凝土洒水次数应能保持表面充分潮湿。当环境相对湿度在60%以上时，自然养护应不少于14d。冬季施工应加入防冻剂。
5．防水层保护措施
为了避免防水层在后续施工工序中受损，在防水层施工后必须采用必要的保护措施。无砟轨道底座板及防护墙施工中，模板拆除、模板支立、钢筋绑扎等工序注意避免模板角、钢筋端头尖锐部位直接碰撞挡水层，同时各种机具轻拿轻放。防护墙与底座板之间通过悬臂吊时，需垫木或铺砂浆找平。施工完成后需及时清理施工现场，避免施工过程中撒落的杂物和重物挤压，造成防水层破损。
6．结束语
防水涂层的施工质量影响到铁路混凝土桥梁的使用效率和耐久性，更重要的是客运的安全性。通过喷涂聚脲弹性涂料防水层的施工，得出防水基层的处理、基层处理剂的配套及涂布、喷涂聚脲前的材料、设备、环境条件准备、喷涂技能是获得高质量聚脲涂层的保证。
参考文献：
[1] 徐宏，凌晨．杭州湾大桥水泥混凝土桥梁桥面铺装方案设计[J]．《中外公路》．2008.01.
关键词:碳纤维布;加固修复;彻体结构;裂缝试验;粘结材料
中图分类号:TU528文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)18-0050-02
砌体是用砌筑砂浆将块材(砖或砌块)砌在一起而形成的一种承重材料,和混凝土相比,砌体虽有一定的抗压承载力,但其抗拉、抗剪、抗弯能力均很低。因此砌体结构特别是无筋砌体结构整体性较差,承载力较低,极易在外荷载作用下出现裂缝。因此,做好砌体结构裂缝的加固修复至关重要。碳纤维布加固技术是近些年来兴起的一种结构加固方法,因其具有质轻肩强、施工便捷、耐腐蚀性及耐久性好,又不改变结构形状和不影响建筑外观等优点,试验结果表明,该加固技术能有效提高砌体结构的抗震性能,在工程中有广阔的推广应用前景。
一、砌体结构的加固应用现状分析
(一)砌体结构的裂缝类型
砌体结构地基不均匀沉降,导致墙体产生了沉降裂缝;气温或环境温度温差太大,加之砌体所受的约束的影响,墙体产生温度裂缝;局部砌体墙、柱承载力不足;墙体错位、变形引起墙体开裂;由于设计构造不当引起墙体开裂;由于材料质量不良、施工质量低劣而引起墙体开裂;由于房屋改建加层而使原砌体房屋承载力不足;在抗震设防区经抗震鉴定,房屋抗震设计不满足要求或房屋抗震构造措施不满足要求;在地震发生后,房屋受损的修复和加固。上述种种裂缝现象,轻则影响砌体结构的功能体现,重则影响砌体结构的寿命,甚至造成严重的人身和经济损失,必须进行裂缝修复加固处理。
(二)常用的砌体结构加固方法
1.水泥灌浆法。水泥灌浆主要用于砌体裂缝的补强加固,常用的灌浆方法有重力灌浆和压力灌浆两种。这两种灌浆加固方法对裂缝进行修补后,其强度均能达到或超过原来砌体强度。
2.扩大砌体截面法。主要用于砌体承载力不足,但砌体尚未压裂,或仅有轻微裂缝,而且要求扩大截面面积情况。一般的独立砖柱、砖壁柱、窗间墙和其他承重墙的承载能力不足时,均可采用此法加固。
3.钢筋网水泥砂浆加固。主要用于墙承载能力不足时的加固,是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后,两面附设钢筋网片,然后喷射砂浆(或细石混凝土)的加固方法。
4.增设或扩大扶壁柱。扶壁柱有砖砌和钢筋混凝土两种,主要用于提高砌体承载力和稳定性。无论增设砖砌扶壁柱或是钢筋混凝土扶壁柱,它们与原砖墙的连接都十分重要。
5.增加预应力撑杆。主要用于大梁下砌体承载力严重不足时使用。通过增加预应力型钢支柱,达到对原结构加固的目的。
二、层碳纤维加固修复砌体结构裂缝的技术应用研究
(一)碳纤维和粘结材料的性能
碳纤维即纤维状碳材料。根据其原料及生产方式的不同,主要分为聚丙烯腈基碳纤维及沥青基碳纤维。聚丙烯腈基碳纤维是把聚丙烯腈基碳纤维在惰性气体中高温加热所获得的纤维。沥青基碳纤维是把煤焦油或石油沥青抽丝后经高温烧结而成的纤维。碳纤维产品包括高强度型一聚丙烯腈基碳纤维及高弹性模量型一沥青基碳纤维。
碳纤维布具有优异的物理性能,主要表现在以下几个方面:(1)力学性能:高强度、高模量是碳纤维最重要的特性之一;(2)耐腐蚀性:碳纤维耐腐蚀性能非常优越,除强氧化剂外,对一般酸、碱均不起作用;(3)热性能:碳纤维的热膨胀系数是各向异性的,垂直于纤维方向的是正值,平行于纤维方向的是负值;(4)耐磨性:碳纤维具有良好的自性能,摩擦系数小,耐磨,塑料中加入碳纤维后,磨损率可降低1000倍。
(二)试验研究
1.试件设计。本试验共2片砖砌体,砖的规格为240mm×115mm×53mm,强度MU10;砂浆强度等级分别为M2.5和M5,采用混合砂浆。墙片宽3m,高1.5m,墙厚240mm。碳纤维布厚0.11mm,宽100mm,在砖砌体两面加固。
2.试验加载装置。本试验在砖砌体顶部施加垂直荷载以模拟上层竖向荷载,在砖砌体顶部施加低周反复水平荷载以模拟地震力。在砌体的上下两边都设置了钢筋混凝土梁,顶梁传递水平剪力,并使垂直压力均匀地传到砌体上。试验时,先加竖向荷载,稳压后启动液压伺服作动器施加水平荷载。通过5个油压千斤顶在顶梁顶面施加竖向轴力,千斤顶由油泵通过溢流阀供油,故能在试验的全过程保持轴力的稳定。为了使试验过程中墙移不受竖向荷载的约束,并使墙体上竖向荷载的位置保持不变,在千斤顶与钢反力大梁之间装置了辊轴。通过PL-Z630x液压伺服作动器施加顶部的水复荷载。
3.试验测量装置及试验数据的采集。为了解试件的荷载-变形规律,分析其滞回曲线,本试验安装了5个位移计以测量试件变形,分别布置在墙的上部、中部和下部以及顶梁、底梁处。试验时位移计的读数、液压伺服作动器的荷载和位移值由计算机采集,并采用拟静力试验程序实时画出荷载-位移曲线,以监控试验进程并确定试件的屈服荷载。
4.加载前墙体的破坏形态。在水平荷载小于破坏荷载约60%之前,观察不出试件表面变化,此时计算机绘制的墙片滞回曲线基本上为直线,表明墙片基本上处于弹性阶段,卸载时残余变形极小,随着荷载的增加,滞回曲线发生一定的弯曲,并且滞回曲线也逐渐丰满成为滞回环,此时墙片进入弹塑性状态。
5.墙体的侧向承载能力和极限位移。
从表1可以看出,墙片Y155的极限荷载达到加固前的98.8%,而极限位移比加固前增大了9.86%;由于对墙片X264施加荷载过大,使得墙体破坏较为严重,因此墙片Y155的极限荷载较小,但仍达到加固前的74.4%,而且极限位移比加固前增大24.1%。这充分表明,由于碳纤维布的存在,大大增加了墙片的延性。表1同时表明,砂浆强度的提高将提高砌体的抗剪强度,但会降低其变形能力;垂直应力(反映了轴压比)越大则抗剪强度和刚度越高。
6.加固对整体结构的影响。在对墙体进行加固时,传统的加固方法往往会使墙体的刚度发生大的改变,使上下层结构的侧移刚度产生较大的改变或突变,对砌体结构的抗震不利,而采用碳纤维布加固砖砌体结构,其弹性刚度没有明显的改变,不增加结构构件的几何尺寸,不会使加固的某层结构同其上部结构的侧移刚度产生突变,从而避免使原结构水平荷载的分担情况产生大的影响,不会产生薄弱层或部位转移问题,这对砌体结构的抗震是很有利的,也是采用碳纤维布加固砖砌体结构的一个显著优点。目前进行的试验及分析仅基于单片墙体,其对整体结构的影响可通过进一步的整体结构计算分析或整体模型试验进行验证。
三、碳纤维加固技术的优越性
鉴于碳纤维材料及其粘结材料的这些特点,结合试验结论,不难总结出碳纤维加固施工具有明显的技术优势,是一个值得推广的砌体结构加固技术。
1.质量易保证。由于碳纤维布是柔性的,即使被加固的结构表面不是非常平整,有效粘结率也基本可以达到100 %。而粘贴钢板则很难达到这种程度,相应的验收标准也只要求达到70%。此外,碳纤维布粘结后万一发现有气泡,也很容易修补,只要将树脂注射进去即可赶跑空气。
2.耐腐蚀性及耐久性。碳纤维的化学性质稳定,不与酸、碱、盐等化学物质发生反应,因而用碳纤维材料加固后的结构构件具有良好的耐腐蚀性及耐久性,解决了其他加固方法所遇到的化学腐蚀问题。
3.不增加构件的自重及体积。碳纤维布质量轻且厚度薄,经加固修补后的构件,基本上不增加原结构的自重及尺寸,也就不会减少建筑物的使用空间。
4.适用面广。由于碳纤维布是一种柔性材料,而且可以任意地裁剪,所以这种加固技术可广泛地应用于各种结构类型、各种结构形状和结构中的各种部位,且不改变结构形状及不影响结构外观。同时,对于其他加固方法无法实施的结构和构件,碳纤维加固技术都能解决。
5.便于施工。将碳纤维材料用于加固建筑结构,在施工现场不需要大型的施工机械,占用施工场地少,而且没有湿作业,因而工效很高。
6.高强高效。由于碳纤维材料优异的物理力学性能,在对建筑结构进行加固补强过程中,可以充分利用其高强度、高模量的特点来提高结构及构件的承载力和延性,改善其受力性能,达到高效加固的目的。
四、结语
针对上述分析可知,采用碳纤维布加固砌体结构是有效的。一方面,用碳纤维布加固砖砌体,可提高其抗剪承载能力,提高墙体的开裂荷载、极限荷载,明显改善墙体的变形能力,增加墙体的延性,开裂位移也有显著的提高,是一种行之有效的抗震加固方法。另一方面,采用碳纤维布加固砖砌体结构,不会使结构的侧移刚度产生突变,对抗震十分有利。由于本次试验试件数量有限且对墙片的影响因素考虑较少,故只对试验结果进行了基础性处理和定性分析,对砌体结构用碳纤维布进行的抗震加固有待于进一步研究。
参考文献
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2.材料性能随浸渍次数增加而优化，浸渍4次的显气孔率和吸水率最低，体积密度和热稳定性最高。
3.用聚氨基甲酸酯浸渍、涂布、包覆或层压的其他纺织物。
4.利用浸渍技术将胶乳加入纸板中， 可以使纸板具有上述特性。
5.常温条件下在某浸渍生产线上使用，该磷化液能够形成合格的磷化膜。
6.详细介绍了真空浸渍树脂法制备金相样品的制备过程。
7.磨粒在尼龙中浸渍而成。
8.浸渍(无论是什么溶剂)使岩石变蓝。
9.在润湿力之外，纤维实际浸渍在液体中时，还要产生一种浮力。
10.用有机先驱体浸渍法制备了CeO2和Er2O3等稀土掺杂的Al2TiO5？ TiO2？ SiO2多相泡沫陶瓷。
11.浸液槽中可加入水分和营养液，对种植绳进行浸渍。
12.固定相通常由多孔聚合体或浸渍过液相的固体担体构成。
13.我公司是一家专业生产， 服装衬布和浸渍无纺布公司。
14.本研究之目的在改良柿果传统之石灰水浸渍脱涩处理方法。
15.用浸渍涂膜技术成功制备了一种耐有机溶剂的PVA涂膜手套。
16.提取葡萄汁应当迅速，避免氧化和浸渍。
17.在理想的酿酒世界中， 十有八九都愿意采用延长冷浸渍时间的作法。
18.用其他材料浸渍 、 涂布或包覆的纺织物; 已绘制画布 ( 如， 舞台布景等 )
19.令人回味起糖渍草莓和浸渍果香。
20.采用熔体浸渍工艺制备长玻纤增强PA6复合材料。
21.通过浸渍 ——— 干燥———焙烧法制备预载镧氧化物稀土吸附剂，探讨了该吸附剂对水中磷的吸附性能。
22.任何值得回忆的果实，无不浸渍着痛苦和失落的血泪。
23.在预水洗区之后， 织物浸渍以煮练剂和漂白剂。
24.对浸渍式和喷雾式液氮冰淇淋快速冻结装置，和液氮冻结技术及装置进行了的介绍。
25.主要介绍了奇士增韧剂对YJ型环氧树脂浸渍胶的增韧改性。
26.乙醇 - 水溶液体系 电化学 浸渍具有很高的实用价值。
27.介绍了电力电容器用浸渍灌封蜡的研制过程。
28.方法分别用浸渍法和点滴法测定淡色库蚊和家蝇的抗药性。
29.目的:优化甲醛浸渍法制备肠溶软胶囊的制备条件。
30.织物要先进行水洗，然后用淡硫酸浸渍。
31.采用浸渍法在煤基炭管上制备出聚丙烯腈基复合炭膜，考察了成膜条件对聚丙烯腈基炭膜的性能的影响。
32.不能用于酸 、 碱、溶剂的浸渍环境下。
33.在极耳被浸渍到铸焊机的热铅液中之前，极耳应是干燥的。
34.但升高温度和提高浸渍压力对浸渍过程的影响相对较小。
35.动，静环材料: 浸渍树脂 ( 金属 ) 石墨， 碳化硅， 硬质合金等。
36.用氨水或氨的化合物浸渍物质。
37.CNI经过化学镍浸渍，并涂敷聚四氟乙烯。
38.不能将环氧富锌涂层直接浸渍在强酸或强碱环境下。
39.分析原材料、热压工艺对浸渍胶膜纸饰面 人造板 质量的影响，介绍饰面人造板常见质量缺陷产生原因及解决办法。
40.本文系统地介绍了纤维增强 热塑性 复合材料的预浸渍技术。
41.采用有机泡沫前驱体浸渍工艺制备氧化铝泡沫陶瓷。
42.方法采用浸渍法和药浴法。
43.现在大部分精装书都选用树脂浸渍过的花纹纸作环衬纸。
44.讨论了固相析出法制备负载型催化剂高分散和高热稳定性的优点，并与浸渍法制备的负载型金属催化剂的活性、稳定性和抗积碳性进行了比较。
45.磁力泵滑动轴承的材料有浸渍石墨 、 填充聚四氟乙烯、工程瓷陶等。
46.可回收的总二氧化硫(totalSO_2)量约为木片浸渍液中原加入总二氧化硫量的76%。
47.本文系统地介绍了纤维增强热塑性复合材料的预浸渍技术。
48.传统的聚氨脂泡沫角锥吸收体由于在浸渍和烘干方面存在困难，因而不易制作。
49.用浸渍涂膜技术成功制备了一种耐有机溶剂的PVA涂 膜手套。
50.目的: 优化甲醛浸渍法制备肠溶软胶囊的制备条件。
51.然而， 整个成形过程集液态金属浸渍 、 固和塑性变形为一体，成形过程十分复杂。
52.在肾实质， 包括两个叶片鲍曼的胶囊， 被删除的浸渍。
53.RH浸渍管的粘渣问题是影响炼钢生产效率提高的主要因素之一。
54.研究表明家畜沤肥浸渍液对青椒枯萎病具有显著防治效果，其中猪粪沤肥浸渍液在温室盆栽的防治效果为88。
55.防腐蚀的油脂作用于金属表面的保护，适用于涂抹， 浸渍和喷洒。
56.这类地毯不容易弄脏， 因为是用特殊化学品浸渍过的。
57.酸浸渍中用的酸有硫酸。
58.采用浸渍沉积法制得钛改性硅胶块体吸附剂。