CN103864324A - 黄麻纤维在水泥基中的分散方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黄麻纤维在水泥基中的分散方法，采用硅烷偶联剂对黄麻纤维进行改性处理；配备羧甲基纤维素钠溶液，其中羧甲基纤维素钠的百分含量为0～0.4%；将配备好的羧甲基纤维素钠溶液与改性处理后的黄麻纤维混配；将混配后的混合物掺入水泥砂浆中，混合过程采用渐进式，黄麻纤维的掺量为0.8kg/m3,CMC的溶解温度为40℃～70℃，搅拌速度100r/min～300r/min；待搅拌均匀后静置5～10分钟，之后取样、净洗、烘干、称重、数据统计、评价。本发明从改性黄麻纤维的分子结构变化着手，利用纤维素纤维、无机硅酸盐水泥以及分散剂之间的相互作用，来改善黄麻的分散效果，并且通过分散系数、变异系数以及标准差来评判其分散效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种黄麻纤维在水泥基中的分散方法。
背景技术
近几年来，随着纤维材料在水泥基体的广泛应用以及国家对纤维产业环保可持续发展的要求。黄麻纤维由于其高模量、高弹性而逐渐成为取代聚丙烯以及玻璃纤维等化学纤维的纤维素材料。但是至今纤维在水泥基中的分散仍然是一个难题，黄麻纤维虽然具有各项优异性能，但是在水泥基中容易成团缠结，从而导致不能较好的发挥作用。所以如何使黄麻纤维在基体中分散均匀，是一项任重而道远的工作。目前国内外还没有对黄麻纤维在水泥基中分散切实有效的方法。
为了配合建筑行业中对黄麻纤维的广泛应用，满足纤维素纤维在水泥砂浆中很好应用的要求。诸如黄麻纤维的分散均匀已成为其在建筑行业中重要的发展方向。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种保证了黄麻纤维在一定的断裂强度前提下在水泥基体中具有更好的分散性的黄麻纤维在水泥基中的分散方法。
黄麻纤维在水泥基中的分散方法，具体步骤如下：
A、采用硅烷偶联剂对黄麻纤维进行改性处理；
B、配备羧甲基纤维素钠溶液，其中羧甲基纤维素钠的百分含量为0～0.4%；
C、将配备好的羧甲基纤维素钠溶液与改性处理后的黄麻纤维混配；
D、将混配后的混合物掺入水泥砂浆中，混合过程采用渐进式，黄麻纤维的掺量为0.8kg/m3,CMC的溶解温度为40℃～70℃，搅拌速度100r/min～300r/min；
E、待搅拌均匀后静置5～10分钟，之后取样、净洗、烘干、称重、数据统计、评价。
本发明的进一步改进在于：羧甲基纤维素钠溶液中羧甲基纤维素钠的百分含量为0.2～0.3%。
本发明与现有技术相比具有以下优点：经过硅烷偶联剂处理的黄麻纤维具有更好的分散效果，结合纤维X衍射、红外光谱分析、SEM电镜观察，说明硅烷偶联剂处理的黄麻纤维在保证了一定的断裂强度前提下在水泥基体中具有更好的分散性。纤维的表面存在一定的脱胶效果后，分子内部基团存在有利于分散的变化。
附图说明：
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的了解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，下列实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示，黄麻纤维在水泥基中的分散方法，具体步骤如下：
A、采用硅烷偶联剂对黄麻纤维进行改性处理，并与原麻和经过碱处理的黄麻进行单纤维强力对比，硅烷偶联剂处理的黄麻纤维断裂强度降低幅度10%～15%，相对碱处理降低幅度超过20%具有较大的优势；
B、配备羧甲基纤维素钠溶液，其中羧甲基纤维素钠的百分含量为0～0.4%，其中羧甲基纤维素钠的百分含量可分别取0、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.4%，通过数据统计分析评价黄麻的分散效果，羧甲基纤维素钠溶液中羧甲基纤维素钠的百分含量为0.2%～0.3%时，达到较好的分散。统计数据分析显示，此范围内黄麻纤维的变动系数较小，分散系数较高，且变动系数低于10%：分散系数高于90%，说明黄麻纤维具有较好的分散效果。在该质量分数下，纤维的分散较为稳定。综合整体情况与未掺入分散剂对比，掺入羧甲基纤维素钠后能够有效地改善纤维的分散效果；
C、将配备好的羧甲基纤维素钠溶液与改性处理后的黄麻纤维混配；
D、将混配后的混合物掺入水泥砂浆中，混合过程采用渐进式，黄麻纤维的掺量为0.8kg/m3,CMC的溶解温度为40℃～70℃，搅拌速度100r/min～300r/min；
E、待搅拌均匀后静置5～10分钟，之后取样、净洗、烘干、称重、数据统计、评价。
本发明从改性黄麻纤维的分子结构变化着手，利用纤维素纤维、无机硅酸盐水泥以及分散剂之间的相互作用，来改善黄麻的分散效果，并且通过分散系数、变异系数以及标准差来评判其分散效果。
为了体现专利中纤维分散研究的科学性以及数据对比完整性，所选纤维材料的及其参照材料的力学性能如表1所示。羧甲基纤维素钠掺入后纤维的分散性最优评价结果范围如表2所示，WJ代表原麻，SJ代表硅烷偶联剂处理后的黄麻，AJ代表碱处理后的黄麻。羟丙基甲基纤维素掺入后纤维的分散性评价结果范围如表3所示。
表1 掺入黄麻的力学性能
表2 掺入CMC后各黄麻分散最优评价结果范围
表3 掺入HPMC后各黄麻分散最优评价结果范围
黄麻纤维的力学性能以及试验过程中的分散评价效果如上表所示。
经过硅烷偶联剂处理的黄麻纤维具有更好的分散效果，结合纤维X衍射、红外光谱分析、SEM电镜观察，说明硅烷偶联剂处理的黄麻纤维在保证了一定的断裂强度前提下在水泥基体中具有更好的分散性。纤维的表面存在一定的脱胶效果后，分子内部基团存在有利于分散的变化。
Claims (2)
1.一种黄麻纤维在水泥基中的分散方法，其特征在于：具体步骤如下：
A、采用硅烷偶联剂对黄麻纤维进行改性处理；
B、配备羧甲基纤维素钠溶液，其中羧甲基纤维素钠的百分含量为0～0.4%；
C、将配备好的羧甲基纤维素钠溶液与改性处理后的黄麻纤维混配；
D、将混配后的混合物掺入水泥砂浆中，混合过程采用渐进式，黄麻纤维的掺量为0.8kg/m3,CMC的溶解温度为40℃～70℃，搅拌速度100r/min～300r/min；
E、待搅拌均匀后静置5～10分钟，之后取样、净洗、烘干、称重、数据统计、评价。
2.根据权利要求1所示黄麻纤维在水泥基中的分散方法，其特征在于：羧甲基纤维素钠溶液中羧甲基纤维素钠的百分含量为0.2～0.3%。
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