竹纤维的利用

竹子是结构材料和纤维材料的理想原料。用竹纤维代替木纤维可用于制造经济墙板。此外,由于竹纤维是目前惟一的凉爽型纤维且具有绿色、环保等优良特性,现已是纺织行业纤维制衣研究与利用的热点。为此,综述了竹纤维的结构与性能、竹纤维的制备、竹纤维的的应用,指出了目前竹纤维研究中存在的问题,并对其应用前景进行了展望。     

竹纤维沥青混凝土的力学特性研究

竹纤维具有可再生、产量大、成本低、环境污染小、力学强度高、高温稳定性好等特点。因此,本文制备了竹纤维沥青混凝土试验样品,确定了竹纤维的最佳使用长度和掺量比例,测试了竹纤维沥青混凝土的高温稳定性和低温抗裂性能。研究结果表明:(1)竹纤维沥青混凝土的马歇尔稳定度整体上随着竹纤维掺量的增大而增大,但1 cm和3 cm竹纤维掺入后均有个别组样品不满足要求,因此建议选取直径2 cm、掺量2%为沥青混凝土中竹纤维的最佳配比;(2)随着竹纤维掺量的增大,不同竹纤维长度下的沥青混凝土的动稳定度均表现出先增大后减小的变化规律,但竹纤维长度越长,竹纤维沥青混凝土出现动稳定度最大的掺量值就越靠前;(3)为提高竹纤维沥青混凝土的低温抗裂性能,建议1 cm竹纤维的最佳掺量为2.5%,2 cm竹纤维的最佳掺量为2.0%,3 cm竹纤维的最佳掺量则为1.5%。     

竹纤维-隔热颗粒复合芯材真空绝热板的制备

为了研究隔热颗粒种类和添加量对竹纤维真空绝热板(VIP)性能的影响,降低VIP的生产成本,先将隔热颗粒以不同添加量加入漂白竹浆中均匀混合,经打浆、抄造、烘干后制得竹纤维-隔热颗粒复合芯材,经真空封装后得到竹纤维-隔热颗粒复合芯材VIP,用扫描电镜和压汞仪研究不同隔热颗粒添加量对复合芯材微观孔隙结构的影响,用透气度测试仪...     

竹纤维增强聚丙烯复合材料的研究

研究了竹纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能、热学性能、加工性能,采用电镜扫描分析了复合材料的界面及其微观结构.用多元统计分析中的主成分分析法,合理地确定竹纤维增强聚丙烯复合材料多项性能指标兼优的最佳纤维含量.     

模糊理论在竹纤维复合材料研究中的应用

介绍了模糊理论在纤维复合材料研究中的应用．给出了影响竹纤维复合材料性能因素的模糊数学评判模型．为竹纤维复合材料研究提供了一种有效的方法。     

竹纤维结构及其性能研究

该文采用红外光谱（IR）、X-射线衍射（X-ray）、差示扫描量热（DSC）等方法对厚壁毛竹、唐竹、茶秆竹、黄金间碧玉竹、慈竹等竹材的化学组成、纤维形态、结晶结构、机械和热性能进行了研究。结果表明:竹材苯醇抽提物含量较木材高得多,木素含量 19.1%～25.3%,戊聚糖含量 14.9%～22.6%,纤维素含量除厚壁毛竹外均高于50%;慈竹纤维平均长度最长 (1.861 mm);竹材纤维的长宽比均大于木材,唐竹纤维的长宽比（142）最大。IR、X-ray分析表明,竹纤维结晶体属于纤维素I,茶秆竹纤维的结晶度最大;DSC热分析图谱可作为鉴别各种纤维材料的方法之一。此外,研究了蒸汽爆破处理前后慈竹成分的变化。经过处理后的慈竹,其纤维素含量从50.5%提高到69.2%,纤维素结晶度也有所增加,纤维断裂强度指标满足纺织材料要求,证明蒸汽爆破手段是开发竹纤维复合材料和服用竹纤维的一种有效预处理方法。      

竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料界面改性

对竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料界面改性剂及其界面改性机理进行研究,以聚乙二醇和马来酸酐为原料,用热催化法合成具有线型结构的羧化聚醚。通过红外光谱分析表明,在聚醚链上成功地接枝马来酸酐;经羧化聚醚界面改性剂改性后,羧化聚醚中的马来酸酐可与竹纤维中的羟基发生酯化反应;聚酰胺树脂端氨基和酰胺键中的亚氨基与羧化聚醚中马来酸酐发生酰胺化反应。经2%羧化聚醚改性后,竹纤维聚酰胺树脂复合材料强度性能指标和热变形温度均有大幅度地提高,竹纤维增强效果显著。     

竹纤维细胞水平的物理力学性能精细表征技术

竹纤维作为竹材最主要的承载单元,其物理力学性能对竹材以及竹纤维的利用有重要的意义。本文从竹纤维外观形态、单根纤维接触角、单根纤维力学性能、竹束纤维的物理力学性能、动态破坏过程、热稳定性等方面,介绍了目前从细胞水平上表征竹纤维性能的各种先进技术和方法。通过归纳和总结,为竹材在细胞水平上的深入研究和利用提供借鉴。     

竹纤维粒径与比例对石竹塑复合材料的性能影响

【目的】阐明不同竹纤维粒径和原料配比对竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料物理力学性能的影响机理,为石竹塑复合材料的工业化生产与应用提供依据。【方法】以碳酸钙、竹纤维和聚丙烯为原料,在控制竹纤维粒径（40目、80目和120目）与原料配比的基础上,制备竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料,考察其物理力学性能,并采用扫描电子显微镜、热重分析仪和熔融指数仪对复合材料的微观结构、热稳定性和流动性进行表征。最后,综合考虑生产成本与相关性能要求,为竹纤维/聚丙烯/碳酸钙复合材料的生产与应用提出建议。【结果】随着碳酸钙添加量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量均逐渐下降,而密度则呈上升趋势。竹纤维粒径对复合材料物理力学性能的影响较为显著。当竹纤维粒径为80目,碳酸钙和竹纤维添加量分别为5%和45%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弹性模量最优,分别为36.09 MPa、62.6 MPa和4.30 GPa。碳酸钙添加量对复合材料冲击强度的影响不大。此外,随着碳酸钙添加量的增加,复合材料的热稳定性与熔体流动性均有所改善。当碳酸钙添加质量占比为20%时,复合材料的熔体流动速率为16.50 g/10 min,...     

新型竹纤维复合材料的研发

以备受关注的竹纤维及其新型复合材料为主线,从单根竹纤维到竹束纤维的制备、形貌和性能分析等方面简述了竹材的特性;在此基础上,以芯壳结构竹塑复合材料、竹束单板层积材、竹复合压力管为典型代表,从材料学和工艺学角度对其加工工艺、界面改性、结构设计、物理力学性能,以及中试应用情况进行了阐述与分析。最后从竹纤维的生长性状与物理力学性能关系、大尺寸竹质工程材料及构件开发、竹束单板类集装箱房屋组装技术、异型结构竹纤维复合材料的研发等方面,提出了竹纤维复合材料的未来重点发展方向。     

竹塑复合材料的冲击韧性

以高密度聚乙烯(HDPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、竹浆纤维、竹造纸剩余物竹屑、白泥为试验原料,制造竹塑复合材料。采用基本断裂功(EWF)方法对竹屑/HDPE、白泥/竹屑/HDPE和竹浆纤维/竹屑/HDPE3种复合材料的冲击韧性进行了研究,比较了不同质量分数的竹屑、白泥、竹浆纤维对复合材料各性能参数的影响。结果表明:复合材料的比基本断裂功(we)随着竹屑和白泥的增加逐渐下降,随着竹浆纤维的增加显著提高;竹屑和竹浆纤维的质量分数对竹塑复合材料的比非基本断裂功(βwp)影响较小。     

金寨毛竹纤维形态及化学成分

通过离析法制取毛竹纤维,观察并记录纤维长度和宽度,计算纤维长宽比,按照国家标准分别测定化学成分质量分数,以此对3~5年生金寨毛竹不同竹干高度、径向的纤维形态和化学成分进行研究。结果表明:3~5年生金寨毛竹平均纤维长度均大于1500μm,且随着竹龄的增加而增加,而在高度上变异规律不明显;平均纤维长宽比均大于100,在竹干高度为5.5 m处达到最大值;灰分质量分数随竹龄的增加而减小,随竹干高度的增加而增加;综纤维素质量分数随竹龄的增加而增加,随竹干高度的增加趋于稳定;苯醇抽提物和纤维素质量分数随竹龄增加先减小再增加。综上可知,金寨毛竹是优良的造纸原料。     

天然长竹纤维的分离机理及其制备方法初探

该文阐述了目前天然长竹纤维的制备方法及存在的问题,介绍了作者提出的热机械耦合开纤方法. 该方法基于断裂力学理论,使竹材在热机械载荷协同作用下,利用竹子纤维和基体之间裂纹的扩展实现竹子纤维的分离.本文着重从宏观力学的角度分析了竹子开纤过程中,初始裂纹的生成及其扩展的行为以及相应的载荷条件,提出了用该方法实现竹子纤维分离的条件和主要影响参数.      

竹笋壳纤维的微观结构与热性能测定

[目的]了解自然脱落竹笋壳纤维的微观结构特征和热性能,为开发利用竹林资源竹笋壳提供理论依据.[方法]通过电子显微镜观察纤维的横截面和表面形态,用X射线衍射测定纤维的结晶度,用红外光谱测试分析纤维含有基团的种类,用差热—热重联用分析仪测定纤维的热性能.[结果]竹笋壳纤维表面粗糙,存在沟槽和裂缝,横向有枝节,且有轻微的天然转曲现象;纤维横截面有大量的小凹坑,纤维中腔呈圆形或扁平状孔洞;竹笋壳纤维具有典型的纤维素纤维结构,经X射线衍射测定,竹笋壳纤维结晶度为68.2％,高于棉纤维.天然竹笋壳纤维的热稳定性和热降解机理与棉纤维相似,竹笋壳纤维在345℃左右开始热分解,随着温度的升高,竹笋壳纤维在410～470℃呈现显著的失重现象.[结论]竹笋壳纤维属于典型的纤维素纤维,且具有良好的热性能,可在纺织领域应用.     

不同竹龄和部位对毛竹纤维形态及结晶度的影响

  目的  研究竹龄与部位对毛竹Phyllostachys edulis纤维形态及结晶度的影响,为实现毛竹在制浆造纸、竹纺织品等工业生产中的高效选材利用提供基础数据。  方法  采用纤维离析法,借助普通光学显微镜,测定纤维形态;通过Segal法计算相对结晶度。  结果  竹龄主要影响竹材的纤维长度,纤维长度随竹龄的增长而增大,且80%的纤维长度为1 000~2 500 μm,属长纤维。轴向高度对毛竹材纤维形态的影响较小,纤维壁腔比、长宽比在3个取样部位间差异显著(P＜0.05),但未有明显变化规律;轴向上,不同位置纤维长度未见显著差异。径向纤维长度从大到小依次为竹肉、近竹青、近竹黄;结晶度与竹龄无明显关系,径向上由近竹黄到近竹青呈现递增趋势。在影响竹材纤维形态的因子中,竹龄贡献率最大,影响最为明显。  结论  毛竹纤维形态受竹龄影响最大,受径向取样部位影响明显,轴向高度影响较小,所有部位纤维可用于工业生产,建议将竹龄作为原材料筛选的优先指标。图6表6参22     

顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用法分析竹醋液挥发性化合物

为探讨精制前后竹醋液挥发性有机化合物(VOCs)及不同极性萃取纤维头对VOCs的萃取效果, 采用2种不同极性萃取纤维头的顶空固相微萃取法(HS-SPME)萃取精制前后竹醋液VOCs, 并通过气相色谱-质谱(GC-MS)分析。2种纤维头萃取出精制前后竹醋液54和57种有机化合物, 其中竹醋原液中聚二甲基硅氧烷(PDMS)纤维头萃取出41种, 主要为2-甲氧基-苯酚(9.03%), 4-乙基-苯酚(8.36%), 苯酚(6.48%), 聚丙烯酸酯(PA)纤维头萃取出32种, 主要为苯酚(17.23%), 2-甲氧基-苯酚(12.73%), 乙酸(11.80%);精制液中PDMS纤维头萃取出42种, 主要为2-甲氧基-苯酚(12.09%), 4-乙基-苯酚(8.86%), 苯酚(6.80%)等, PA纤维头萃取出35种, 主要为苯酚(19.66%), 2-甲氧基-苯酚(14.72%), 乙酸(6.65%)等。结果显示:PA纤维头对精制前后竹醋液中酸类、酚类和醛类的吸附力优于PDMS纤维头, 其中在对酸类的吸附上PA纤维头有较为显著的优势;而在酮类和烯类上PDMS纤维头的吸附力要优于PA纤维头。因此, 在使用固相微萃取萃取竹醋液中不同的成分时应该有选择地使用纤维头以便较准确地萃取出目标成分。     

竹塑复合材料及其在土工网中的应用

竹纤维用量对竹塑复合材料土工网的力学性能、加工性能和热学性能影响的实验结果表明：随竹纤维含量的增加,竹塑复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度及热变形温度都比基体材料有较显著的提高,而断裂伸长率和熔体流动速率则略有降低。综合考虑复合材料土工网的各项性能,采用主成分分析法确定竹纤维最佳含量为27％。27％竹纤维和10％玻璃纤维混合增强的竹塑复合材料土工网的拉伸强度可达到33．8kPa,伸长率为10．2％,竹塑复合材料土工网可广泛应用于土木工程建设领域。     

云南箭竹纤维形态变异规律

对云南箭竹Fargesia yunnanensis纤维形态特征进行了显微观测和系统分析。结果为：云南箭竹纤维长度为0．50～5．18mm,平均长度为1．74mm;云南箭竹纤维宽度为5．70．52．00μm,平均宽度为19．98μm;长宽比为18．86～361．71,平均为92．80;壁厚为O．80～416．00μm,平均为14．17μm;腔径为O-30—390．00μm,平均为5．53μm;壁腔比为0．03～109．00,平均值为3．11。云南箭竹纤维平均长度的纵向变异规律为中部〉基部〉上部。纤维的平均宽度表现出类似的变化规律;云南箭竹纤维的平均壁厚表现出的变化规律,1年生和2年生均为基部〉中部〉上部,而3年生云南箭竹纤维平均壁厚的变异规律为基部〈中部〈上部．腔径也表现出与壁厚类似的变化规律。年龄和部位对云南箭竹纤维特征影响显著。表1参10