CN112062984A - 天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法。本申请所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法包括步骤：将制备好的椰壳纤维修剪成长度为0.5‑5cm的纤维节段；将纤维节段与熔融的环氧树脂按照质量比为5％‑20％，在球形搅拌器内进行混合搅拌10‑20min；在模具内表面涂刷第一层脱模剂，静置5‑10min并待脱模剂凝固，然后在第一层脱模剂表面涂刷第二层脱模剂，待两层脱模剂完全凝固后将复合树脂熔体缓慢注入模具中；将装填有复合树脂熔体的模具进行密封抽真空；通过挤压成型法对复合树脂熔体进行挤压，并制作成型复合纤维体。本申请所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法具有耐久性强的优点。
Description
技术领域
本申请涉及制备方法，特别是涉及天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法。
背景技术
传统的土工聚合物原材料多为不可再生资源，不易降解，且其生产过程污染较为严重，不利于环境保护，不符合可持续发展战略，需发展环保、无污染、可再生的天然加筋材料。椰壳纤维天然无公害、绿色环保、韧性强、强度高、来源广，是一种理想的天然加筋材料，但椰壳纤维亲水性较强，容易腐烂，耐久性差，自然状态下一两年就会降解，对于运营时间较长的工程项目不适用，需对其进行防腐处理。采用化学方法(如酸或碱处理、偶联剂处理、酶处理、蒸汽爆破等)对椰壳纤维表面进行处理，可以增强其耐久性，但其耐久性对于重要工程的运营年限仍显不足。
发明内容
基于此，本申请的目的在于，提供天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其具有耐久性强的优点。
本申请的一方面，提供一种天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，包括步骤：
将制备好的椰壳纤维修剪成长度为0.5-5cm的纤维节段；
将纤维节段与熔融的环氧树脂按照质量比为5％-20％，在球形搅拌器内进行混合搅拌10-20min，形成均匀分散的复合树脂熔体；
在模具内表面涂刷第一层脱模剂，静置5-10min并待脱模剂凝固，然后在第一层脱模剂表面涂刷第二层脱模剂，待两层脱模剂完全凝固后将复合树脂熔体缓慢注入模具中；
将装填有复合树脂熔体的模具进行密封抽真空，排除模具和复合树脂熔体内的空气；
通过挤压成型法对复合树脂熔体进行挤压，并制作成型复合纤维体。
本申请所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，通过制备椰壳纤维，并且将椰壳纤维与环氧树脂进行混合搅拌，最终制得复合纤维体，其结构稳定性强，耐久性强，具有很高的弹性模量和拉伸强度，而且延伸率较好。
进一步地，所述将制备好的椰壳纤维修剪成长度为0.5-5cm的纤维节段之前，还包括步骤：制备椰壳纤维。
进一步地，所述制备椰壳纤维包括：
将废弃椰壳放置在水池中浸泡数日，然后将浸泡后的椰壳用木棒敲击，去除椰壳表面的椰渣和杂质，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
进一步地，所述制备椰壳纤维包括：
将废弃椰壳放置在水池中浸泡数日，然后将浸泡后的椰壳取出，用滚筒打丝机对椰壳进行加工并去除纤维中的椰渣，之后使用振动筛进行杂质清除，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
进一步地，所述制备椰壳纤维包括：
将废弃椰壳放入椰壳纤维加工机进行加工，分离出椰壳纤维和椰渣，清除椰渣和杂质，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
进一步地，所述制备椰壳纤维还包括：
将获得的椰壳纤维在浓度为5％-10％的NaOH溶液中浸泡2天。
进一步地，所述制备椰壳纤维还包括：
将被NaOH溶液浸泡处理后的椰壳纤维用蒸馏水洗至中性，然后将其放置在烘箱内在70℃温度下烘干。
进一步地，所述通过挤压成型法对复合树脂熔体进行挤压，包括：
分别使用不同孔径的挤压模具，采用热固性树脂挤压成型法，对复合树脂熔体进行挤压，并形成不同直径的一维复合纤维。
进一步地，还包括步骤：
将复合纤维体剪裁至长度为300mm的结构后进行拉伸试验；拉伸试验根据规范GB5886-1986以及GB/T12411-2006进行，
其中，上下夹具间距取200mm，拉伸速率为200mm/min，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其弹性模量、拉伸强度以及延伸率。
进一步地，还包括步骤：
采用直接浸水法对复合纤维体的吸水性能进行测试；
具体地，将一定质量的复合纤维体烘干后，在干燥皿中冷却称重，将冷却后的复合纤维体充分浸泡在水中，24小时后取出放置在干燥皿中称重，测量其吸水率。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本申请。
附图说明
图1为本申请示例性的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法的流程图。
具体实施方式
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图1为本申请示例性的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法的流程图。
请参阅图1，本申请示例性的一种天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，包括步骤：
S10、将制备好的椰壳纤维修剪成长度为0.5-5cm的纤维节段；
S20、将纤维节段与熔融的环氧树脂按照质量比为5％-20％，在球形搅拌器内进行混合搅拌10-20min，形成均匀分散的复合树脂熔体；
S30、在模具内表面涂刷第一层脱模剂，静置5-10min并待脱模剂凝固，然后在第一层脱模剂表面涂刷第二层脱模剂，待两层脱模剂完全凝固后将复合树脂熔体缓慢注入模具中；
S40、将装填有复合树脂熔体的模具进行密封抽真空，排除模具和复合树脂熔体内的空气；
S50、通过挤压成型法对复合树脂熔体进行挤压，并制作成型复合纤维体。
通过抽真空，防止模具和复合树脂熔体内的气泡带来的影响。
在一些优选实施例中，所述将制备好的椰壳纤维修剪成长度为0.5-5cm的纤维节段之前，还包括步骤：S1、制备椰壳纤维。
在一些优选实施例中，所述制备椰壳纤维包括：
S1A、将废弃椰壳放置在水池中浸泡数日，然后将浸泡后的椰壳用木棒敲击，去除椰壳表面的椰渣和杂质，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
在一些优选实施例中，所述制备椰壳纤维包括：
S1B、将废弃椰壳放置在水池中浸泡数日，然后将浸泡后的椰壳取出，用滚筒打丝机对椰壳进行加工并去除纤维中的椰渣，之后使用振动筛进行杂质清除，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
在一些优选实施例中，所述制备椰壳纤维包括：
S1C、将废弃椰壳放入椰壳纤维加工机进行加工，分离出椰壳纤维和椰渣，清除椰渣和杂质，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
在一些优选实施例中，所述制备椰壳纤维还包括：
S2A、将获得的椰壳纤维在浓度为5％-10％的NaOH溶液中浸泡2天。在NaOH溶液中浸泡，能够有效避免椰壳纤维成团缠绕，同时也增加了椰壳纤维和环氧树脂的界面粘合性，连接更稳固。
在一些优选实施例中，所述制备椰壳纤维还包括：
将被NaOH溶液浸泡处理后的椰壳纤维用蒸馏水洗至中性，然后将其放置在烘箱内在70℃温度下烘干。
在一些优选实施例中，所述通过挤压成型法对复合树脂熔体进行挤压，包括：
分别使用不同孔径的挤压模具，采用热固性树脂挤压成型法，对复合树脂熔体进行挤压，并形成不同直径的一维复合纤维。经过此步骤得到的一维复合纤维，其结构稳定性好，牢固可靠。
在一些优选实施例中，还包括步骤：
S6A、将复合纤维体剪裁至长度为300mm的结构后进行拉伸试验；拉伸试验根据规范GB5886-1986以及GB/T12411-2006进行，
其中，上下夹具间距取200mm，拉伸速率为200mm/min，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其弹性模量、拉伸强度以及延伸率。通过测试发现，本申请制备的复合纤维体，其弹性模量较相同条件下的椰壳纤维，增大10％-30％；其拉伸强度较相同条件下的椰壳纤维，增大10％-30％；其延伸率较相同条件下的环氧树脂，增大10％-30％。
在一些优选实施例中，还包括步骤：
S6B、采用直接浸水法对复合纤维体的吸水性能进行测试；
具体地，将一定质量的复合纤维体烘干后，在干燥皿中冷却称重，将冷却后的复合纤维体充分浸泡在水中，24小时后取出放置在干燥皿中称重，测量其吸水率。通过测试发现，本申请的复合纤维体，其吸水率较相同条件下的椰壳纤维小，甚至明显减小。
本申请示例性的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，椰壳纤维增强环氧树脂得到复合纤维，环氧树脂包裹椰壳纤维起到保护椰壳纤维的作用，使其与水隔绝，增加椰壳纤维的耐久性，而椰壳纤维的存在能增加环氧树脂的延性和抗弯强度。
和单一椰壳纤维或环氧树脂相比，本申请制得的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维，能提高椰壳纤维的弹性模量和拉伸强度，同时能增强环氧树脂的延伸率，是一种应用前景广阔的新型复合纤维材料。另外，原材料椰壳纤维属于天然来源，绿色环保、可再生、可降解、韧性强、来源广，应用前景广阔。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，包括步骤：
将制备好的椰壳纤维修剪成长度为0.5-5cm的纤维节段；
将纤维节段与熔融的环氧树脂按照质量比为5％-20％，在球形搅拌器内进行混合搅拌10-20min，形成均匀分散的复合树脂熔体；
在模具内表面涂刷第一层脱模剂，静置5-10min并待脱模剂凝固，然后在第一层脱模剂表面涂刷第二层脱模剂，待两层脱模剂完全凝固后将复合树脂熔体缓慢注入模具中；
将装填有复合树脂熔体的模具进行密封抽真空，排除模具和复合树脂熔体内的空气；
通过挤压成型法对复合树脂熔体进行挤压，并制作成型复合纤维体。
2.根据权利要求1所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，所述将制备好的椰壳纤维修剪成长度为0.5-5cm的纤维节段之前，还包括步骤：制备椰壳纤维。
3.根据权利要求2所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，所述制备椰壳纤维包括：
将废弃椰壳放置在水池中浸泡数日，然后将浸泡后的椰壳用木棒敲击，去除椰壳表面的椰渣和杂质，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
4.根据权利要求2所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，
所述制备椰壳纤维包括：
将废弃椰壳放置在水池中浸泡数日，然后将浸泡后的椰壳取出，用滚筒打丝机对椰壳进行加工并去除纤维中的椰渣，之后使用振动筛进行杂质清除，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
5.根据权利要求2所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，
所述制备椰壳纤维包括：
将废弃椰壳放入椰壳纤维加工机进行加工，分离出椰壳纤维和椰渣，清除椰渣和杂质，用水冲洗晾晒后获得椰壳纤维。
6.根据权利要求3-5任一项所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，
所述制备椰壳纤维还包括：
将获得的椰壳纤维在浓度为5％-10％的NaOH溶液中浸泡2天。
7.根据权利要求6所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，
所述制备椰壳纤维还包括：
将被NaOH溶液浸泡处理后的椰壳纤维用蒸馏水洗至中性，然后将其放置在烘箱内在70℃温度下烘干。
8.根据权利要求7所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，所述通过挤压成型法对复合树脂熔体进行挤压，包括：
分别使用不同孔径的挤压模具，采用热固性树脂挤压成型法，对复合树脂熔体进行挤压，并形成不同直径的一维复合纤维。
9.根据权利要求8所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，
还包括步骤：
将复合纤维体剪裁至长度为300mm的结构后进行拉伸试验；拉伸试验根据规范GB5886-1986以及GB/T12411-2006进行，
其中，上下夹具间距取200mm，拉伸速率为200mm/min，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其弹性模量、拉伸强度以及延伸率。
10.根据权利要求8所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合纤维制备方法，其特征在于，
还包括步骤：
采用直接浸水法对复合纤维体的吸水性能进行测试；
具体地，将一定质量的复合纤维体烘干后，在干燥皿中冷却称重，将冷却后的复合纤维体充分浸泡在水中，24小时后取出放置在干燥皿中称重，测量其吸水率。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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