CN101629332A - 一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法 - Google Patents
一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101629332A CN101629332A CN200910184395A CN200910184395A CN101629332A CN 101629332 A CN101629332 A CN 101629332A CN 200910184395 A CN200910184395 A CN 200910184395A CN 200910184395 A CN200910184395 A CN 200910184395A CN 101629332 A CN101629332 A CN 101629332A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polypropylene
- fiber
- weight
- concrete
- crude
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
本发明涉及一种混凝土用聚丙烯粗纤维，包括聚丙烯、重量为聚丙烯0.1％－25％的热致性液晶聚合物、重量为聚丙烯0.1％－5.0％的相容剂、重量为聚丙烯0.1％－0.5％的抗氧化剂和重量为聚丙烯0.1％－0.3％的紫外吸收剂。其制备方法是将聚丙烯、热致性液晶聚合物及其他各组分干燥至恒重后混合均匀，经双螺杆挤出机的喷丝板挤出后，进行水浴冷却，然后在高于聚丙烯玻璃化温度的条件下进行分级多次拉伸；接着对粗纤维束喷洒常规聚丙烯纺丝用油剂后进行热定型，再对纤维进行表面压痕处理。本发明中热致性液晶聚合物以微纤形态增强聚丙烯粗纤维，较大幅度提高聚丙烯粗纤维的力学性能，从而提高或改善粗纤维增强混凝土的防裂、抗渗、抗折、韧性、抗冲击性以及抗冻融、耐火防爆裂等性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯纤维及其制备方法，特别是涉及一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法。
背景技术
混凝土是应用广泛非常重要的建筑材料之一，目前正向高性能、功能化、高耐久性方向发展。但混凝土固有的抗拉强度低、脆性大、韧性差、抵抗形变能力差等缺点制约了其发展与应用。近数十年来，人们通过使用粗合成纤维来增强混凝土，可达到抗裂增韧、优化力学性能、提高抗冲击性能等目的。
按纤维直径大小来划分混凝土用合成纤维，可分为直径小于100微米的细纤维与直径大于100微米的粗纤维。细直径的合成纤维对阻止混凝土的早期塑性开裂非常有效，但由于细纤维的掺量不能过高，因此对硬化混凝土的抗裂、韧性、弯拉强度、抗冲击性等性能的改善幅度有限。传统的钢纤维能减少或阻止硬化混凝土的开裂，提高混凝土韧性与抗冲击性能，却存在钢纤维锈蚀的问题，且掺量高时施工中有结团现象，也会磨损或损害搅拌器/车的容器及输送管道。粗合成纤维是一种新型的增强增韧材料，具有耐腐蚀、易分散等特点且掺量低于钢纤维，能提高混凝土的抗干缩开裂与韧性，在恶劣环境工程中能替代钢纤维或焊接纤维网，抵抗温度应力，在路面工程中使用也不会损坏交通工具的轮胎。可广泛用于喷射混凝土、混凝土路面、桥面及工业地坪、机场跑道、装卸码头和停车场等。
纤维混凝土的韧性指的是基体开裂后继续维持一定抗力的变形能力，通常用与应力-应变曲线下的面积有关的参数来衡量。纤维混凝土的韧性主要归功于纤维，并在很大程度上取决于纤维的长度、直径、体积率与取向以及纤维与水泥基材的界面黏结强度等因素。当混凝土基体开裂后，如纤维与基体界面间有良好的黏结作用，纤维继续承受截面拉力并使基体裂缝逐渐扩展，因纤维具有比基体更大的变形能力，直到纤维与基体界面间的黏结作用失效，黏结力小于纤维承受的拉力，则纤维从基体中被拔出。如果界面间的黏结强度良好，黏结力大于纤维所能承受的拉力，则纤维被拉断。通常纤维从基体中被拔出为多。纤维在被拔出或拉断的缓慢滑移变形过程中吸收大量的能量，因而提高了混凝土的韧性。
从上述分析可以看出，纤维与基材界面的黏结强度、纤维本身的力学性能是影响纤维增韧效果的重要因素。已有的研究表明，抗拉强度大与弹性模量高使钢纤维具有良好的增韧效果，而普通的微细合成纤维则几乎无增韧效果。粗合成纤维作为一种新型的混凝土增强材料，能在一定程度上提高混凝土的韧性，但仍然存在抗拉强度与弹性模量偏低的缺点，影响了其增韧效果。
发明内容
采用粗合成纤维作为混凝土增强材料虽然能在一定程度上提高混凝土的韧性，但仍然存在抗拉强度与弹性模量偏低的缺点，影响其增韧效果。本发明旨在解决此技术问题。
申请人经过研究，发现热致性液晶聚合物可用来改善聚丙烯粗纤维的力学性能，从而使聚丙烯粗纤维对混凝土具有更好的增韧效果。
热致性液晶聚合物(Thermotropic Liquid Crystal Polymer，TLCP)是一种新型的高性能高分子材料，其特点是强度高、模量高，在液晶态下呈现出特有的易流动性、优良的热稳定性和尺寸稳定性、耐化学药品性和耐候性，出色的耐溶剂性，较低的线膨胀系数和密度等优良的综合性能。
TLCP增强机理主要是利用主链型热致液晶高聚物在加工应力下有自发取向形成微纤结构的特性，用热致性液晶聚合物与聚丙烯共混，在挤出、注塑与纺丝等加工过程中，TLCP流动作用取向而原位形成微纤(如图1所示)，从而增强基体聚合物。与传统的增强方式相比，用TLCP改性可降低聚丙烯的熔体粘度，改善熔体的流动性能，减少能耗，降低成本。而目前热致性液晶高聚物(TLCP)增强聚丙烯还仅限于在塑料制品中。
基于上述研究，申请人提出了使用热致性液晶高聚物(TLCP)来改性聚丙烯粗纤维，以提高其抗拉强度与弹性模量，使之具有良好的分散性，同时又不影响混凝土的工作性，能在一定程度上减少或抑制硬化混凝土的裂缝，改善混凝土的韧性等力学性能。
本发明所述混凝土用聚丙烯粗纤维包括聚丙烯、重量为聚丙烯加入量0.1％-25％的热致性液晶聚合物、0.1％-5.0％的相容剂、重量为聚丙烯加入量0.1％-0.5％的抗氧化剂和重量为聚丙烯加入量0.1％-0.3％的紫外吸收剂。
上述各组分的优选比例是：包括聚丙烯、重量为聚丙烯加入量0.2％-15％的热致性液晶聚合物、重量为聚丙烯加入量0.5％-3.0％的相容剂、重量为聚丙烯加入量0.1％-0.3％的抗氧化剂和重量为聚丙烯加入量0.15％-0.25％的紫外吸收剂。
上述各组分最优选的比例是：包括聚丙烯、重量为聚丙烯加入量0.5％-5％的热致性液晶聚合物、重量为聚丙烯加入量1.0％-2.0％的相容剂、重量为聚丙烯加入量0.15％-0.20％的抗氧化剂和重量为聚丙烯加入量0.15％-0.20％的紫外吸收剂。
本发明所述混凝土用聚丙烯粗纤维直径或等效直径为0.08-1.5mm，优选为0.6mm-1.2mm；对应的纤度为40-14200旦尼尔，优选为2275-9100旦尼尔；断裂强度大于600MPa，优选为650-700MPa；弹性模量大于8000MPa，优选为8800-9400MPa；断裂伸长率为6％-18％，优选为12％-15％。
上述等效直径是当纤维截面为三角形等异形截面时换算成圆形所得到的直径。
本发明的纤维长度为10-60mm，优选为20-50mm。
本发明所采用的聚丙烯为等规度不小于96％的均聚物，熔融指数为1-50g/10min，优选的为等规度不小于98％的均聚物，熔融指数为2-25g/10min。
本发明所采用的热致性液晶高聚物(TLCP)，选自Vectra A950、Vectra B950、RodrunLC5000、Rodrun LC3000其中的一种或一种以上任意比例的混合物，以上热致性液晶高聚物均为商业化产品，具体介绍如下：
VectraA950，Hoechst Celanese公司产品，为含73mol％对羟基苯甲酸和27mol％2，6-羟基-萘甲酸的全芳香无规共聚酯。
Vectra B950，Hoechst Celanese公司产品，为含60mol％2，6-羟基-萘甲酸，20mol％对苯二甲酸和20mol％对氨基苯酚的全芳香无规聚酯酰胺。
Rodrun LC5000，Unitika公司产品，为含80mol％对羟基苯甲酸和20mol％聚对苯二甲酸乙二酯的无规共聚酯。
Rodrun LC3000，Unitika公司产品，为含60mol％对羟基苯甲酸和40mol％聚对苯二甲酸乙二酯的无规共聚酯。
本发明所采用的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)、丙烯酸接枝聚丙烯PP-g-AA中的一种，其作用是用于改善TLCP与基体聚丙烯的相容性。
本发明所采用的抗氧化剂和紫外吸收剂是聚丙烯常用的助剂，其主要作用分别是防止热氧老化及提高抗紫外老化能力，现有常规抗氧化剂和紫外吸收剂均可在本发明中使用。
本发明所采用的聚丙烯粗纤维的截面形状可以为圆形、三角形、矩形、五边形、“∞”字形、中空形。异型截面的纤维可更进一步增加纤维的握裹力，改善纤维-混凝土基材界面性能。
本发明的制备方法是：将聚丙烯及其各组分干燥至恒重后按比例混合均匀，经双螺杆挤出机的喷丝板挤出后，进行水浴冷却，然后在高于聚丙烯玻璃化温度的条件下进行分级多次拉伸；在完成拉伸后，对粗纤维束喷洒重量浓度为5.0％常规聚丙烯纺丝用油剂后进行热定型，再对纤维进行表面压痕处理，最后按长度要求切断、打包即得混凝土用聚丙烯粗纤维产品。
上述各组分的混合在高速混合机中进行，以使TLCP、相容剂、抗氧化剂等各组分的均匀分散。
挤出过程中螺杆挤出成型温度为：机筒加料段为170-200℃，塑化段为220-240℃，均化段为250-290℃，喷丝板温度为270-280℃。
熔体在经喷丝板流出后在10-20℃的水浴中冷却，高温熔体的骤冷可以使聚丙烯保持较低的结晶度，非晶区较多的纤维可在后牵伸阶段达到较大的牵伸倍数，从而获得良好的力学性能。水浴中含有重量浓度为3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂，如HMB-202(浙江皇马化工集团股份有限公司)、HAPP-66(江苏省海安石油化工厂)、2038(常州灵达化学品有限公司)，其作用是使纤维束有较好的平滑性与集束性、抗静电性，并防止牵伸过程中缠绕牵伸辊。
上述分级多次拉伸，拉伸级数为2-5级，总拉伸倍数为3-12倍。由于是在高于聚丙烯玻璃化温度的条件下进行，这样就保证了聚合物分子链的蠕动、伸展与排列，从而充分取向，同时也能使TLCP微纤维更好地发挥增强作用。
上述热定型在110℃-135℃条件下进行。热定型目的是消除粗纤维在被强制牵伸时产生的内应力。
本发明所述聚丙烯粗纤维的主要性能指标：(参考GB/T 14335-93、GB/T 14337-93、GB/T 21120-2007相关测试方法进行)
| 项目 | 指标 | 项目 | 指标 |
| 密度(g/cm3) | 0.90-0.93 | 直径(mm) | 0.08-1.5 |
| 旦数 | 40-14200 | 纤维长度(mm) | 10-60 |
| 断裂强度(MPa) | ＞600 | 弹性模量(MPa) | ＞8000 |
| 断裂伸长率(％) | 6-18 | 耐碱性能*(％) | ≥95 |
*：耐碱性能是按照GB/T 21120-2007附录B水泥混凝土和砂浆用合成纤维耐碱性能试验方法进行检测，是指纤维的断裂强度保持率≥95％。
本发明所述混凝土用聚丙烯粗纤维具有以下特点：
1、热致性液晶聚合物在熔融剪切及高倍拉伸条件下，沿粗纤维轴向形成微纤并取向，具有显著的增强作用，能较大幅度提高聚丙烯粗纤维的断裂强度与弹性模量。
2、相容剂的使用可以改善热致性液晶聚合物与聚丙烯的界面性能，使其增强作用更充分地发挥。
3、抗氧化剂的加入减少或避免了聚丙烯高温加工过程中的热氧老化，而紫外吸收剂的加入则提高了聚丙烯粗纤维抗紫外老化能力。
4、当粗纤维的横截面为三角形、矩形、五边形、“∞”字形、中空形时，可以增加纤维的握裹力，改善纤维-混凝土基材界面性能。
5、热致性液晶聚合物分子结构的刚直性，在加工过程中可自发地沿流动方向取向，使熔体产生明显的剪切变稀行为，因此可降低聚丙烯的熔体粘度，使加工流动性能得到改善，降低加工成型能耗，提高加工的经济性。
6、制备新型混凝土用聚丙烯粗纤维所用的热致性液晶聚合物热稳定性好，在加工温度范围内不会发生热分解；且能耐酸碱腐蚀，从而保证纤维在混凝土强碱性条件下力学性能不恶化。
7、本专利中所用的热致性液晶聚合物、相容剂、抗氧化剂及紫外吸收剂均为已经商业化的产品，来源广泛稳定。
本发明由于含有热致性液晶聚合物、相容剂、抗氧化剂与紫外吸收剂，并形成异形截面，使聚丙烯粗纤维具有一定的优异的力学性能、良好的分散性、与基材的界面性能得到改善，耐热氧老化并具有长期抗紫外老化性能。能够提高或改善粗纤维增强混凝土的防裂、抗渗、抗折、韧性、抗冲击性以及抗冻融、耐火防爆裂性能，能延长混凝土构件的服役寿命，减少维护与修补费用，节能节材，具有良好的经济效益与社会效益。
本发明产品在实际应用中，储运容易、使用方便，与钢纤维相比，在较低掺量下就能达到等同的增强增韧效果，且基本上不影响混凝土的容重。它不需要改变混凝土原来的配合比，对混凝土的工作性几乎无影响，在海洋恶劣环境或高腐蚀性环境中比钢纤维更有优势，在岩土护坡加固中可部分或全部取代焊接纤维网，能增加混凝土路面及工业地坪的耐磨性。在喷射混凝土中使用时，能减少扬尘与喷射混凝土的回弹，增加混凝土的粘聚性并减少离析，减少对混凝土泵及喷射管的磨损，即使纤维的使用长度达到喷射管直径的0.7倍，也不会发生喷射管堵塞。
附图说明
图1是本发明所采用的热致性液晶增强聚合物的原理示意图。
图1中，A：熔融状态下的TLCP与聚合物(其中黑色短线为液晶聚合物)；B：液晶聚合物在剪切流动方向取向；C：液晶聚合物微纤在基材中轴向有序排列，发挥增强作用。
具体实施方式
下面用实施例进一步描述本发明，但所述实施例仅用于说明本发明而不是限制本发明。
实施例1
将VectraA950在140℃下真空干燥10小时至恒重备用。并将其他组分干燥至恒重备用。将熔融指数为5g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合机，再分别加入5gVectraA950、0.1kg马来酸酐接枝聚丙烯、25g抗氧化剂1076、5g紫外吸收剂UV327，混合均匀后，把物料转移到双螺杆挤出机料斗中，螺杆各区的设定温度如下：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 机头 |
| 180℃ | 220℃ | 250℃ | 280℃ | 290℃ | 280℃ | 270℃ |
熔体经过熔融、静态混合器混合、过滤器过滤后，从喷丝板的圆形喷丝孔挤出，进入10℃的水浴中冷却，水浴中含有3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂HAPP-66(江苏省海安石油化工厂)，出水浴后的纤维在90℃的热辊上牵伸7.0倍，再经加热槽加热，继续在130℃的热辊上二次拉伸，倍数为2.0倍，拉伸完成后通过油嘴向纤维束喷射油剂2038的5.0％水溶液，接着纤维进行热定型，热定型温度为110℃，切断成预定长度的聚丙烯粗纤维，打包成品。产品记号为A。
实施例2
将Rodrun LC5000在130℃下真空干燥4小时至恒重备用。并将其他组分干燥至恒重备用。将熔融指数为12g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合机，再分别加入0.25kg已干燥的Rodrun LC5000、0.1kg马来酸酐接枝聚丙烯、7.5g抗氧化剂DLTP、8g紫外吸收剂UV327，混合均匀后，把物料转移到双螺杆挤出机料斗中，螺杆各区的设定温度如下：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 机头 |
| 175℃ | 215℃ | 260℃ | 290℃ | 288℃ | 280℃ | 272℃ |
熔体经过熔融、静态混合器混合、过滤器过滤后，从喷丝板的正五边形喷丝孔挤出，进入12℃的水浴中冷却，水浴中含有3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂2038(常州灵达化学品有限公司)，出水浴后的纤维在90℃的热辊上牵伸6.0倍，再经加热槽加热，继续在135℃的热辊上二次拉伸，倍数为2.0倍，拉伸完成后通过油嘴向纤维束喷射油剂2038的5.0％水溶液，接着纤维进行热定型，热定型温度为120℃，切断成预定长度的聚丙烯粗纤维，打包成品。产品记号为B。
实施例3
将Vectra B950在140℃下真空干燥24小时至恒重备用。并将其他组分干燥至恒重备用。将熔融指数为15g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合机，再分别加入0.75kgVectraB950、0.15kg丙烯酸接枝聚丙烯、10.0g抗氧化剂DLTP、7.5g紫外吸收剂UV327，混合均匀后，把物料转移到双螺杆挤出机料斗中，螺杆各区的设定温度如下：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 机头 |
| 180℃ | 220℃ | 250℃ | 280℃ | 290℃ | 280℃ | 270℃ |
熔体经过熔融、静态混合器混合、过滤器过滤后，从喷丝板的圆形喷丝孔挤出，进入18℃的水浴中冷却，水浴中含有3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂2038(常州灵达化学品有限公司)，出水浴后的纤维在100℃的热辊上牵伸9.0倍，再经加热槽加热，继续在130℃的热辊上二次拉伸，倍数为1.5倍，拉伸完成后通过油嘴向纤维束喷射油剂2038的5.0％水溶液，接着纤维进行热定型，热定型温度为120℃，切断成预定长度的聚丙烯粗纤维，打包成品。产品记号为C。
实施例4
将Rodrun LC3000在130℃下真空干燥8小时至恒重备用。并将其他组分干燥至恒重备用。将熔融指数为28g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合机，再分别加入1.25kg已干燥的Rodrun LC3000、0.25kg马来酸酐接枝聚丙烯、15.0g抗氧化剂DLTP、12.5g紫外吸收剂UV327，混合均匀后，把物料转移到双螺杆挤出机料斗中，螺杆各区的设定温度如下：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 机头 |
| 175℃ | 215℃ | 260℃ | 290℃ | 288℃ | 280℃ | 272℃ |
熔体经过熔融、静态混合器混合、过滤器过滤后，从喷丝板的“∞”字形喷丝孔挤出，进入18℃的水浴中冷却，水浴中含有3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂2038(常州灵达化学品有限公司)，出水浴后的纤维在75℃的热辊上牵伸5.8倍，再经加热槽加热，继续在120℃的热辊上二次拉伸，倍数为1.2倍，拉伸完成后通过油嘴向纤维束喷射油剂2038的5.0％水溶液，接着纤维进行热定型，热定型温度为135℃，切断成预定长度的聚丙烯粗纤维，打包成品。产品记号为D。
实施例5
将VectraA950在140℃下真空干燥10小时至恒重备用，将Rodrun LC5000在130℃下真空干燥4小时至恒重备用。并将其他组分干燥至恒重备用。将熔融指数为20g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合机，再分别加入已干燥的Vectra A950与Rodrun LC5000各0.10kg、75g马来酸酐接枝聚丙烯、10.0g抗氧化剂DLTP、10.0g紫外吸收剂UV327，混合均匀后，把物料转移到双螺杆挤出机料斗中，螺杆各区的设定温度如下：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 机头 |
| 175℃ | 215℃ | 260℃ | 290℃ | 288℃ | 280℃ | 272℃ |
熔体经过熔融、静态混合器混合、过滤器过滤后，从喷丝板的圆形喷丝孔挤出，进入10℃的水浴中冷却，水浴中含有3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂HAPP-66(江苏省海安石油化工厂)，出水浴后的纤维在80℃的热辊上牵伸7.0倍，再经加热槽加热，继续在130℃的热辊上二次拉伸，倍数为1.5倍，拉伸完成后通过油嘴向纤维束喷射油剂HAPP-66的5.0％水溶液，接着纤维进行热定型，热定型温度为135℃，切断成预定长度的聚丙烯粗纤维，打包成品。产品记号为E。
实施例6
如实施例1、2、3、4中的方法分别干燥Vectra A950、Rodrun LC5000、Vectra B950与Rodrun LC3000，并将其他组分干燥至恒重备用。将熔融指数为22g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合机，再加入Vectra A950、Rodrun LC5000、Vectra B950与RodrunLC3000各0.20kg、50g丙烯酸接枝聚丙烯、12.0g抗氧化剂DLTP、10.0g紫外吸收剂UV327，混合均匀后，把物料转移到双螺杆挤出机料斗中，螺杆各区的设定温度如下：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 机头 |
| 180℃ | 220℃ | 250℃ | 280℃ | 290℃ | 280℃ | 270℃ |
熔体经过熔融、静态混合器混合、过滤器过滤后，从喷丝板的圆形喷丝孔挤出，进入12℃的水浴中冷却，水浴中含有3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂HAPP-66(江苏省海安石油化工厂)，出水浴后的纤维在80℃的热辊上牵伸6.2倍，再经加热槽加热，继续在130℃的热辊上二次拉伸，倍数为1.8倍，拉伸完成后通过油嘴向纤维束喷射油剂HAPP-66的5.0％水溶液，接着纤维进行热定型，热定型温度为130℃，切断成预定长度的聚丙烯粗纤维，打包成品。产品记号为F。
实施例7
本实施例制备不含TLCP的聚丙烯粗纤维，作为对比。具体方法如下：将熔融指数为20g/10min的聚丙烯切片5kg加入高速混合机，再加入10.0g抗氧化剂DLTP、10.0g紫外吸收剂UV327，混合均匀后，把物料转移到双螺杆挤出机料斗中，螺杆各区的设定温度如下：
| 一区 | 二区 | 三区 | 四区 | 五区 | 六区 | 机头 |
| 180℃ | 215℃ | 240℃ | 270℃ | 280℃ | 275℃ | 270℃ |
熔体经过熔融、静态混合器混合、过滤器过滤后，从喷丝板的圆形喷丝孔挤出，进入15℃的水浴中冷却，水浴中含有3.0％常规聚丙烯纺丝用油剂HAPP-66(江苏省海安石油化工厂)，出水浴后的纤维在80℃的热辊上牵伸7.0倍，再经加热槽加热，继续在120℃的热辊上二次拉伸，倍数为1.8倍，拉伸完成后通过油嘴向纤维束喷射油剂HAPP-66的5.0％水溶液，接着纤维进行热定型，热定型温度为115℃，切断成预定长度的聚丙烯粗纤维，打包成品。产品记号为G。
各产品的性能汇总如下表：
| 产品编号 | A | B | C | D | E | F | G |
| 纤度(旦尼尔) | 4044 | 9100 | 6319 | 2275 | 5119 | 6319 | 6319 |
| 当量直径(mm) | 0.8 | 1.2 | 1.0 | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.0 |
| 纤维长度(mm) | 40 | 30 | 40 | 50 | 50 | 40 | 40 |
| 截面形状 | 圆形 | 正五边形 | 圆形 | “∞”字形 | 圆形 | 圆形 | 圆形 |
| 断裂强度(MPa) | 650 | 740 | 672 | 735 | 697 | 633 | 508 |
| 弹性模量(MPa) | 8300 | 9360 | 9030 | 9250 | 8510 | 8840 | 6570 |
| 断裂伸长率(％) | 8.9 | 13.5 | 7.3 | 16.2 | 13.9 | 14.4 | 21.3 |
产品应用：
混凝土配合比：
| 产品编号 | 水泥 | 粗集料 | 砂 | 水 | 减水剂 | 粗纤维 |
| O | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 0.0 |
| A | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 8.0 |
| B | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 5.0 |
| C | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 9.0 |
| D | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 6.0 |
| E | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 6.0 |
| F | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 6.0 |
| G | 415 | 1050 | 760 | 175 | 2.0 | 6.0 |
注：上述物料的单位为kg/m3
新型聚丙烯粗纤维的使用效果(测试依据：GB/T50081-2002普通混凝土力学性能试验方法标准，CECS13-89钢纤维混凝土试验方法)：
| 产品编号 | O | A | B | C | D | E | F | G |
| 塑性收缩减少比例 | 0％ | 75％ | 78％ | 61％ | 69％ | 70％ | 64％ | 48％ |
| 干燥收缩减少比例 | 0％ | 84％ | 89％ | 81％ | 79％ | 88％ | 86％ | 69％ |
| 防渗能力提高比例 | 0％ | 73％ | 93％ | 85％ | 81％ | 89％ | 91％ | 65％ |
| 抗折性能提高比例 | 0％ | 32％ | 44％ | 42％ | 37％ | 40％ | 39％ | 21％ |
| 抗冲击性提高比例 | 0％ | 234％ | 302％ | 293％ | 310％ | 240％ | 278％ | 175％ |
| 抗弯韧性提高比例 | 0％ | 333％ | 383％ | 377％ | 396％ | 340％ | 360％ | 238％ |
Claims (15)
1、一种混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于包括聚丙烯、重量为聚丙烯0.1％-25％的热致性液晶聚合物、重量为聚丙烯0.1％-5.0％的相容剂、重量为聚丙烯0.1％-0.5％的抗氧化剂和重量为聚丙烯0.1％-0.3％的紫外吸收剂。
2、根据权利要求1所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于包括聚丙烯、重量为聚丙烯0.2％-15％的热致性液晶聚合物、重量为聚丙烯加入量0.5％-3.0％的相容剂、重量为聚丙烯0.1-0.3％的抗氧化剂和重量为聚丙烯0.15-0.25％的紫外吸收剂。
3、根据权利要求1所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于包括聚丙烯、重量为聚丙烯0.5％-5％的热致性液晶聚合物、重量为聚丙烯1.0％-2.0％的相容剂、重量为聚丙烯0.15％-0.20％的抗氧化剂和重量为聚丙0.15％-0.20％的紫外吸收剂。
4、如权利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于聚丙烯粗纤维的直径或等效直径为0.08-1.5mm，对应的纤度为40-14200旦尼尔，断裂强度大于600MPa，弹性模量大于8000MPa，断裂伸长率为6％-18％。
5、如权利要求4所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于聚丙烯粗纤维的直径或等效直径为0.6mm-1.2mm，对应的纤度为2275-9100旦尼尔；断裂强度为650-700MPa；弹性模量为8800-9400MPa；断裂伸长率为12％-15％。
6、根据权利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于聚丙烯粗纤维的长度为10-60mm。
7、根据权利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于聚丙烯为等规度不小于96％的均聚物，熔融指数为1-50g/10min。
8、根据权利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于所述热致性液晶聚合物选自Vectra A950、Vectra B950、Rodrun LC5000、Rodrun LC3000中的一种或一种以上任意比例的混合物。
9、根据权利要求1或2或3所述混凝土用聚丙烯粗纤维，其特征在于聚丙烯纤维的截面形状为圆形、三角形、矩形、五边形、“∞”字形或中空形。
10、权利要求1至9任意一项所述混凝土用聚丙烯粗纤维的制备方法，其特征在于：将聚丙烯、液晶聚合物及其他各组分干燥至恒重后混合均匀，经双螺杆挤出机的喷丝板挤出后，进行水浴冷却，然后在高于聚丙烯玻璃化温度的条件下进行分级多次拉伸；在完成拉伸后，对粗纤维束喷洒常规聚丙烯纺丝用油剂后进行热定型，再对纤维进行表面压痕处理，最后按长度要求切断、打包。
11、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于挤出过程中螺杆挤出成型温度为：机筒加料段为170-200℃，塑化段为220-240℃，均化段为250-290℃，喷丝板温度为270-280℃。
12、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于水浴温度为10-20℃，水浴中含有重量浓度为3.0％的常规聚丙烯纺丝用油剂。
13、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于拉伸级数为2-5级，总拉伸倍数为3-12倍。
14、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于热定型在110-135℃条件下进行。
15、根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于对粗纤维束喷洒的常规聚丙烯纺丝用油剂的重量浓度为5.0％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910184395A CN101629332A (zh) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | 一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910184395A CN101629332A (zh) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | 一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101629332A true CN101629332A (zh) | 2010-01-20 |
Family
ID=41574605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910184395A Pending CN101629332A (zh) | 2009-08-19 | 2009-08-19 | 一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101629332A (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102383214A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-03-21 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
| CN102797051A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-28 | 林英男 | 聚丙烯粗纤维的制造方法及聚丙烯粗纤维和有机纳米材料复合在喷射混凝土中的应用方法 |
| CN103510181A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
| CN103541036A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含有碳纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
| CN103758320A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-30 | 无锡合众信息科技有限公司 | 一种耐折耐老化的复合地坪材料 |
| CN105776922A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-20 | 殷石 | 一种混杂纤维钢筋混凝土 |
| CN105800980A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-27 | 殷石 | 一种混杂纤维增强的高性能混凝土路面 |
| CN109023576A (zh) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 高界面结合强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维及其制备方法和应用 |
| CN112408895A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 上海浦盈混凝土有限公司 | 一种抗裂再生混凝土及其制备方法 |
| CN113214647A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-06 | 四川大学 | 一种液晶改性的柔性耐烧蚀材料及其制备方法 |
| CN114075048A (zh) * | 2020-08-18 | 2022-02-22 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种端部具有微纤化结构的混凝土用增强聚合物纤维 |
-
2009
- 2009-08-19 CN CN200910184395A patent/CN101629332A/zh active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102383214A (zh) * | 2011-11-10 | 2012-03-21 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
| CN102797051A (zh) * | 2012-07-18 | 2012-11-28 | 林英男 | 聚丙烯粗纤维的制造方法及聚丙烯粗纤维和有机纳米材料复合在喷射混凝土中的应用方法 |
| CN103510181A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-15 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含有粘胶纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
| CN103541036A (zh) * | 2013-09-11 | 2014-01-29 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含有碳纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
| CN103541036B (zh) * | 2013-09-11 | 2015-10-07 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含有碳纤维复配成核剂的混凝土增强用高强度聚丙烯粗纤维及其制备方法 |
| CN103758320A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-04-30 | 无锡合众信息科技有限公司 | 一种耐折耐老化的复合地坪材料 |
| CN105776922A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-20 | 殷石 | 一种混杂纤维钢筋混凝土 |
| CN105800980A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-27 | 殷石 | 一种混杂纤维增强的高性能混凝土路面 |
| CN105800980B (zh) * | 2016-04-15 | 2017-12-08 | 殷石 | 一种混杂纤维增强的高性能混凝土路面 |
| CN109023576A (zh) * | 2017-06-08 | 2018-12-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 高界面结合强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维及其制备方法和应用 |
| CN114075048A (zh) * | 2020-08-18 | 2022-02-22 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种端部具有微纤化结构的混凝土用增强聚合物纤维 |
| CN114075048B (zh) * | 2020-08-18 | 2022-07-12 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种端部具有微纤化结构的混凝土用增强聚合物纤维 |
| CN112408895A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-02-26 | 上海浦盈混凝土有限公司 | 一种抗裂再生混凝土及其制备方法 |
| CN113214647A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-08-06 | 四川大学 | 一种液晶改性的柔性耐烧蚀材料及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101629332A (zh) | 一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法 | |
| CN101337781B (zh) | 一种混凝土用聚丙烯粗纤维及其制备方法 | |
| Lin et al. | Effects of fiber length on mechanical properties and fracture behavior of short carbon fiber reinforced geopolymer matrix composites | |
| Pelisser et al. | Mechanical properties of recycled PET fibers in concrete | |
| CN100434382C (zh) | 水泥基材料塑性防裂用改性纤维及其制备方法 | |
| CN102557555A (zh) | 一种矿物纤维改性的橡胶柔性混凝土 | |
| CN102659333B (zh) | 一种混凝土用粗纤维及制备方法 | |
| Khalid et al. | Splitting tensile and pullout behavior of synthetic wastes as fiber-reinforced concrete | |
| CN102383214A (zh) | 一种聚丙烯粗纤维及其制备方法 | |
| CN108164216B (zh) | 一种强度等级c100以上的复掺纤维混凝土 | |
| Yin et al. | Mechanical properties of recycled plastic fibres for reinforcing concrete | |
| CN105086135A (zh) | 一种石墨烯改性芳纶纤维增强聚丙烯复合材料 | |
| Farrapo et al. | Cellulose associated with pet bottle waste in cement based composites | |
| CN102674728B (zh) | 一种混凝土用聚合物粗纤维及制备方法 | |
| CN103073219B (zh) | 一种高模量沥青混凝土添加剂 | |
| CN102757192B (zh) | 高延展高强度复合阻裂纤维 | |
| CN106865975A (zh) | 一种玄武岩纤维颗粒及其制备方法和应用 | |
| da Silva Magalhãesand et al. | Bending behaviour of recycled PET fiber reinforced cement-based composite | |
| CN101250297A (zh) | 纳米瓷粉超高分子量聚乙烯改性材料管材及其制备方法 | |
| CN105038199A (zh) | 一种纤维增强耐磨聚酰胺复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN111172777A (zh) | 一种高聚物改性沥青和防水卷材及其制备方法和应用 | |
| Noor Zuhaira et al. | Comparison of melt flow and mechanical properties of rice husk and kenaf hybrid composites | |
| CN101348342A (zh) | 混凝土用结构增强合成纤维及其制备方法 | |
| Mishra | A study on use of recycled polyethylene terephthalate (PET) as construction material | |
| CN110253806B (zh) | 一种塑料轨枕及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100120 |