CN112063115A - 天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物制备方法 - 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织物制备方法。本申请所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物制备方法包括步骤：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，静置并待脱模剂凝固，然后涂刷第二层脱模剂，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；通过刮刀刮平粗加工复合织物的表面，并在室温状态下固化成型；对固化成型的粗加工复合织物进行脱模修边，形成增强复合织物。本申请所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物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织物制备方法。
背景技术
土工合成材料引起造价低、施工简便、加固效果好被广泛应用于工程加固中，但传统的土工合成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。而椰壳纤维天然无公害、绿色环保、可再生、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。
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织物制备方法，其具有耐久性强、良好的延展性和抗弯强度的优点。
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织物制备方法，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，以形成粗加工复合织物；
通过刮刀刮平粗加工复合织物的表面，并在室温状态下固化成型；
对固化成型的粗加工复合织物进行脱模修边，形成增强复合织物。
本申请所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物制备方法，通过将椰壳纤维与环氧树脂的结合，使得形成的增强复合织物，能够较好的避免椰壳纤维与水接触，从而提高了增强复合织物的耐久性；通过在环氧树脂中混合椰壳纤维，使得形成的增强复合织物具有很好的弹性模量和拉伸强度，同时也能增强环氧树脂的延伸率、延展性。
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；
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，还包括步骤：
对增强复合织物进行拉伸试验；拉伸试验根据规范GB/T1040-2006进行，
其中，上下夹具间距取200mm，拉伸速率为10mm/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：
根据规范GB/T1462-2005，采用直接浸水法对增强复合织物的吸水性能进行测试；
具体地，将一定质量的增强复合织物烘干后，在干燥皿中冷却称重，将冷却后的增强复合织物充分浸泡在水中，24小时后取出放置在干燥皿中称重，测量其吸水率。
进一步地，还包括步骤：
根据规范GB/T9341-2008对增强复合织物进行三点弯曲性能试验，通过万能试验机进行弯曲测试，下压速率为10mm/min，跨距为64mm，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其挠度和抗弯强度。
进一步地，还包括步骤：
根据规范GB/T1043-2008对增强复合织物进行冲击试验，采用悬臂梁冲击试验机对增强复合织物进行冲击测试，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其冲击强度。
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织物制备方法的流程示意图。
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织物制备方法的流程示意图。
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织物制备方法，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，以形成粗加工复合织物；
S40、通过刮刀刮平粗加工复合织物的表面，并在室温状态下固化成型；
S50、对固化成型的粗加工复合织物进行脱模修边，形成增强复合织物。
待两层脱模剂完全凝固，然后将复合树脂熔体缓慢注入模具，能够减少气泡产生，模具间距可调节，可形成不同孔径的粗加工复合织物。
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。
在另一些优选实施例中，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。
在再一些优选实施例中，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：
S1D、将获得的椰壳纤维在浓度为5％-10％的NaOH溶液中浸泡2天；
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。通过NaOH溶液对椰壳纤维进行处理，使得椰壳纤维有效避免形成团状或者图形缠绕；同时增加椰壳纤维和环氧树脂的界面黏合性。对NaOH溶液处理过的椰壳纤维进行蒸馏水冲洗并烘干，能够有效防止其产生气泡。
在一些优选实施例中，还包括步骤：
S61、对增强复合织物进行拉伸试验；拉伸试验根据规范GB/T1040-2006进行，
其中，上下夹具间距取200mm，拉伸速率为10mm/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。经过测试发现，通过该拉伸试验证明，本申请制得的增强复合织物较现有技术的椰壳纤维织物，具有更好的弹性模量以及拉伸强度，本申请制得的增强复合织物的延伸率，较现有技术的环氧树脂增大。
在一些优选实施例中，还包括步骤：
S62、根据规范GB/T1462-2005，采用直接浸水法对增强复合织物的吸水性能进行测试；
具体地，将一定质量的增强复合织物烘干后，在干燥皿中冷却称重，将冷却后的增强复合织物充分浸泡在水中，24小时后取出放置在干燥皿中称重，测量其吸水率。通过该吸水性能试验证明，本申请制得的增强复合织物较现有技术的椰壳纤维织物，具有更小的吸水率。
在一些优选实施例中，还包括步骤：
S63、根据规范GB/T9341-2008对增强复合织物进行三点弯曲性能试验，通过万能试验机进行弯曲测试，下压速率为10mm/min，跨距为64mm，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其挠度和抗弯强度。通过该三点弯曲性能试验证明，本申请制得的增强复合织物，较现有技术的环氧树脂具有更好的挠度，和更强的抗弯强度。
在一些优选实施例中，还包括步骤：
S64、根据规范GB/T1043-2008对增强复合织物进行冲击试验，采用悬臂梁冲击试验机对增强复合织物进行冲击测试，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其冲击强度。通过该冲击试验证明，本申请制得的增强复合织物，较现有技术的环氧树脂具有更大的冲击强度。
将椰壳纤维和环氧树脂进行结合，形成增强复合织物，不仅能解决椰壳纤维耐久性问题，还能增加环氧树脂的延性和抗弯强度，是一种应用前景广阔的新型复合织物。
另外，本申请的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物制备方法，以及依照该方法制得的增强复合织物，还具有如下的优点：
本申请采用的原材料椰壳纤维属于天然来源，其具有绿色环保、可再生、可降解、韧性强、来源广的特点，应用前景广阔。
天然椰壳纤维亲水性较强，容易吸水腐烂，耐久性差，将椰壳纤维和环氧树脂组合形成的增强复合织物，能降低椰壳纤维的吸湿性，提高其耐久性。
与单一椰壳纤维或单一环氧树脂相比，增强复合织物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。
椰壳纤维增强环氧树脂复合织物的挠度、抗弯强度和冲击强度，较单一的椰壳纤维或环氧树脂均有明显增大。
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织物制备方法，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，以形成粗加工复合织物；
通过刮刀刮平粗加工复合织物的表面，并在室温状态下固化成型；
对固化成型的粗加工复合织物进行脱模修边，形成增强复合织物。
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织物制备方法，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织物制备方法，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织物制备方法，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织物制备方法，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织物制备方法，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；
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。
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织物制备方法，其特征在于，
还包括步骤：
对增强复合织物进行拉伸试验；拉伸试验根据规范GB/T1040-2006进行，
其中，上下夹具间距取200mm，拉伸速率为10mm/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。
8.根据权利要求6所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物制备方法，其特征在于，
还包括步骤：
根据规范GB/T1462-2005，采用直接浸水法对增强复合织物的吸水性能进行测试；
具体地，将一定质量的增强复合织物烘干后，在干燥皿中冷却称重，将冷却后的增强复合织物充分浸泡在水中，24小时后取出放置在干燥皿中称重，测量其吸水率。
9.根据权利要求6所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物制备方法，其特征在于，
还包括步骤：
根据规范GB/T9341-2008对增强复合织物进行三点弯曲性能试验，通过万能试验机进行弯曲测试，下压速率为10mm/min，跨距为64mm，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其挠度和抗弯强度。
10.根据权利要求6所述的天然椰壳纤维增强环氧树脂复合织物制备方法，其特征在于，
还包括步骤：
根据规范GB/T1043-2008对增强复合织物进行冲击试验，采用悬臂梁冲击试验机对增强复合织物进行冲击测试，每组取5个有效测试数据，取平均值确定其冲击强度。
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