時間：2023-05-29 18:22:51
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇聚丙烯腈纖維，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：
在工程界中已經逐漸認識到聚丙烯腈纖維在混凝土中的重要作用。它具備的優勢對建筑工程都起到了積極的促進作用，因此，我們可以對聚丙烯腈纖維混凝土在橋梁伸縮縫中的應用加以分析，以此來能夠更進一步利用聚丙烯腈纖維的優勢。
聚丙烯腈纖維的特性
聚丙烯腈纖維又被稱為腈綸纖維，聚丙烯腈纖維具備著高強度的抗拉性、抗紫外性、耐高溫性以及嚴寒性。作為加強水泥混凝土和瀝青混凝土的材料，聚丙烯腈纖維對于混凝土的抗拉性、抗疲勞性和抗彎拉性都有很大的提高作用，而且對于混凝土早期的抗裂性有著很大的改善作用。。聚丙烯腈纖維的參數主要有：
橋梁伸縮縫中的問題
橋梁中的重要結構物就是伸縮縫。在受到復雜應力的作用下，錨定伸縮縫的混凝土通常都會出現啃邊、掉腳、凹坑、破裂、錨固松動等現象。這就需要建設者要提高橋梁以及伸縮混凝土的強度，同時也需要它們具備足夠的抗沖擊性能、抗滲性能、耐凍融性能以及抗疲勞性能等等。
設計工程
1、工程項目：我們可以以某大橋為例，在橋梁伸縮縫中統一采用120性齒板伸縮縫，過渡段的混凝土為C40聚丙烯腈纖維砼。相關的試驗人員為了提高砼的耐久性，保證工程質量，因此，對聚丙烯腈纖維在砼中的應用展開了試驗工作。
2、試驗材料：
水泥：采用中國水泥廠有效公司生產的42.5級普通的硅酸鹽水泥；
細骨料：采用細度模數是2.6的中砂，含泥量是1.2%的細骨料；
粗集料：采用規格為5毫米到25毫米，含砂量為0.2%；
外加劑：采用重慶福云外加劑有限公司生產的FW-3A高效減水劑；
水：自來水。
3、配合比設計
配置強度：49.77MPa；
砼水灰比：0.38；
每立方米用水量是160千克；
每立方米砼消耗水泥量是421千克；
砂率：選用集料最大的是25毫米，水灰比是0.38。選擇混凝土含砂率是40%。
粗、細骨料：每立方米分別是1091千克和728千克
基準配合比確定
我們可以以30天為試驗期，水灰比分別增添或者是降低5%進行對比試驗，使用三組，最終可以確定每立方米砼的各種材料用量是：
從上表中我們可以看出在選擇水灰比是0.38時，每立方米所消耗的水泥是421千克，每立方米消耗砂是728；石子消耗量每立方米是1091千克，含水量是每立方米160千克，需要添加外加劑每立方米是9.5千克，總共容量是2409千克，30天后的抗壓強度是51.6MPa。
設計摻入聚丙烯腈纖維配合比
1、設計砼強度等級為40級后，砼拌和物坍的落度應該是75毫米到115毫米，含砂率最好應該是在36%到46%。
2、選用纖維長度是9毫米，斷裂的長度是729MPa，斷裂的伸長率是15%，纖維的密度是每立方米是1.2%，彈性模量是10561MPa。水泥量、含砂量、碎石、外加劑如上面我們所說。
3、我們從上一個表中可以知道每立方米水泥、砂、石子、水、外加劑分別是421、728、1091、160、9.5千克，每立方米摻進聚丙烯腈纖維最適合的是每立方米添加1.6千克，我們可以做3組試驗，根據30天試驗期，石灰比增添或者降低2%，以此來選擇優秀的方案。
第一組：當石灰比是0.38時，每立方米水泥含量是421千克，含砂量是728千克，含石量是1091千克，含水量是160千克，外加劑是9.5千克，纖維是1.6千克，30天后的抗壓強度是53.2MPa；
第二組：當石灰比是0.40時，每立方米水泥含量是405千克，含砂量是744千克，含石量是1101千克，含水量是160千克，外加劑是9.1千克，纖維是1.6千克，30天后的抗壓強度是52.2MPa；
第三組：當石灰比是0.42時，每立方米水泥含量是409千克，含砂量是750千克，含石量是1091千克，含水量是160千克，外加劑是8.8千克，纖維是1.6千克，30天后的抗壓強度是52MPa。
根據反復的試驗后，仔細觀察砼拌和以及其抗壓強度，發現其比普通的砼的效果看起來要好的很多，并且坍落度是110毫米。我們可以將第一個未添加纖維同添加纖維進行對比，會發現當，石灰比都是0.38時，水泥含量、含砂量、碎石容量、含水量在相同時，未添加纖維的強度低于添加纖維砼的強度。未添加纖維的強度是51.6MPa，添加纖維的強度是53.2MPa。
砼在添加聚丙烯腈纖維后的使用效果
1、在經過對某大橋進行砼施工試驗后，可以看出在減價聚丙烯腈后，砼拌以及物的和易性、流動性、密實性還有耐久性都進一步得到了改善，并且在經過溫度變化后，混凝土容易出現的斷裂也得到了改善。在混凝土的內部，纖維均勻分布在其中，當混凝土要出現裂縫時受到了纖維的阻礙，因此需要消耗一定的能量，然后使得裂縫很難發展。
2、聚丙烯腈纖維砼對于早期產生的發展的干縮裂紋有著很好的抑制作用，尤其是在產生連通裂縫上起到了有效的控制，在混凝土內部中均勻分布的大量的纖維在面對混凝土表面上的離析的骨料時有著很好的控制作用，從而在最大程度上降低了混凝土中的孔隙含量，提高了混凝土的抗滲能力。
3、聚丙烯腈纖維砼在添加纖維和水泥進行凝固后，阻礙了裂縫的產生和發展，提高了混凝土的韌性，另一方面，對混凝土的泌水性也得到了很大的改善作用。纖維在和水泥基料緊密的結合在一起后，使得水泥中的水分能夠更加徹底的得到反應，減少了骨料的離析，從而能夠均勻的配給，混凝土的整體強度得到了有效的保持，阻擋了混凝土中裂縫的發展，提高了混凝土的抗沖擊能力。
五、施工應該注意事項
1、雖然聚丙烯腈纖維綜合性的指標高于普通砼，但是并不能將纖維當作“增強筋”來承受負荷，不能改變工程的原有結構設計；
2、聚丙烯腈纖維的坍落度要控制在70毫米到110毫米之間，同時也要根據天氣的變化、風速以及運距長短進行適合的調整，從而提高混凝土的施工質量。如果工程真的需要提高坍落度時，要加大其減水劑的用量，但是不能單獨的加大用水量。
3、必須要嚴格按照工程施工規范對聚丙烯腈纖維進行養護，以此來發揮其最大的作用。
總結
聚丙烯腈纖維作為混凝土的次要加筋材料，它的作用是非常明顯的，可以提高混凝土的韌性、抗沖擊性能抗滲性、抗凍性以及耐久性等，并且可以阻止出現裂縫的情況。因此在橋梁伸縮縫中要充分發揮聚丙烯腈纖維混凝土的應用，發揮其最大的作用。
參考文獻：
[1]王黎明，唐維中，郭浩.聚丙烯纖維混凝土在橋面連續及伸縮縫中的應用[J].東北林業大學學報,2003,31(01):56-58.
關鍵詞：牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維；羊毛；桑蠶絲；混紡產品；定量分析
1 引言
牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維是從牛奶中提取的蛋白質分子與某種大分子化合物反應接枝而成的一種有別于天然纖維和化學纖維的新型纖維。纖維中含有17種氨基酸，所以牛奶蛋白纖維具有良好的親膚性。纖維采用接枝共聚、濕紡工藝等高新技術，纖維的性能和品種可以按需調整，具有極好的加工性能。用牛奶蛋白纖維與羊絨、羊毛、蠶絲及其他纖維混紡合成制成的紗線，更具有獨特風格和手感，是服飾、內衣家紡等行業中的高科技紡織原料。
針對牛奶蛋白纖維在紡織行業的廣闊發展前景，目前，各地、各級檢測部門都在積極探索牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/羊毛/桑蠶絲混紡產品定量分析方法。本文以牛奶蛋白散纖維為研究對象，通過制作已知比例的牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/羊毛/桑蠶絲混紡試樣，對多組試驗結果對比分析，證明采用硝酸鈣試液或者59.5%硫酸溶解桑蠶絲，剩余物再以次氯酸鈉溶液溶解牛奶蛋白和羊毛，殘留下來聚丙烯腈纖維，結合牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維中牛奶蛋白的含量，得出牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的含量，由差值得出羊毛的量的方法，對于準確定量該混紡產品是可行的，結果誤差小于1.0%，可作為日后此類型的紡織品定量分析的參考和借鑒。
2 試驗
2.1 儀器
數顯恒溫水浴振蕩器：可調節溫度，振蕩頻率；分析天平：精度在0.0002g或以上；干燥烘箱：工作溫度（105±3）℃；玻璃砂芯過濾坩堝；具塞三角燒瓶，容量不小于250mL；稱量瓶，量筒，真空抽濾裝置等。
2.2 試劑
本試驗所用試劑均為分析純，如下：
（1）次氯酸鈉溶液：在1mol/L的次氯酸鈉溶液中加入氫氧化鈉，使其含量為5g/L。此溶液可用碘量法滴定，使其濃度在0.9mol/L～1.1mol/L。
（2）甲酸/氯化鋅溶液：20g無水氯化鋅（質量分數大于98%）和68g無水甲酸加水至100g。
（3）75%硫酸：將700mL濃硫酸（密度為1.84g/mL）小心地加入350mL水中，溶液冷卻至室溫后，再加水至1L。
（4）59.5%硫酸：將900mL濃硫酸（密度為1.84g/mL）小心地加入350mL水中，溶液冷卻至室溫后，再加水至1L。
（5）硝酸鈣溶液：按四水硝酸鈣：水為95mL：20mL的比例配制。
（6）稀乙酸溶液：取5mL冰乙酸用水稀釋至1000mL。
（7）稀氨水溶液：取20mL濃氨水（密度為0.880g/mL），用水稀釋至1L。
2.3 試樣準備和步驟
（1）試樣處理后，取約1g牛奶蛋白纖維，分別用1.0mol/L次氯酸鈉溶液、75%硫酸、59.5%硫酸、DMF、甲酸/氯化鋅溶液、硝酸鈣溶液，溶解，其結果見表1。
（2）按照GB/T 2910.2―2009中三組分的定量分析，依次進行：
第一步，在（80+2）℃條件下，用硝酸鈣溶液溶解試樣中的桑蠶絲（或者，常溫下，用59.5%硫酸，振蕩半小時，溶解試樣中的桑蠶絲），抽濾后烘干，稱重；
第二步，常溫下，用次氯酸鈉溶解剩余物中的牛奶蛋白和羊毛，殘留物烘干，稱重。
第三步，于（70±2）℃水浴下，殘留物溶解。多組試驗驗證，結果見表2和表3。
3 結果分析
3.1 試驗結果
從表1中可以看出：
（1）次氯酸鈉溶液能將牛奶蛋白纖維中的牛奶蛋白完全溶解。
（2）硝酸鈣溶液59.5%硫酸對牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維，稍有損傷，且試驗數據穩定，其修正系數分別為1.01和1.00。
3.2 試驗數據計算
各纖維的凈干百分率計算公式如下：
（1）
（2）
（3）
式中：m――預處理后試樣干重，g；
r1――經硝酸鈣溶液（或者59.5%硫酸）溶解后，剩余牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維、羊毛的干重，g；
r2――經次氯酸鈉溶液溶解后剩余聚丙烯腈的干重，g；
d1――經硝酸鈣溶液（或59.5%硫酸）處理，羊毛纖維重量變化修正系數（1.00或0.99）；
d2――經硝酸鈣溶液（或者59.5%硫酸）處理，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維重量變化修正系數（1.01或1.00）；
d3――經次氯酸鈉溶液處理，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維重量變化修正系數（FZ/T 01103―2009標準中的k值為1.29）。
3.3 測試結果
從以上試驗結果中可知，5組樣品實測含量和實際配比含量均接近，兩次平行性試驗數據穩定，且試驗結果誤差小于1%，符合國家標準要求，具有很好的準確性、重現性和穩定性。
4 結論
關鍵要：碳纖維；原絲制備工藝；預氧化工藝；碳化工藝；表面處理工藝。
一、概述
碳纖維是一種碳含量在95%以上的纖維材料，具有高強度、高模量、耐腐蝕等特性。碳纖維不僅有碳材料的固有本征特性，還兼有紡織纖維的柔軟性和可加工性，是一種增強纖維。其優點：性能高、模量高、密度低、耐腐蝕、耐超高溫、耐磨、抗疲勞、無蠕變、導電、導熱和遠紅外輻射等。碳纖維以復合材料的形式減輕其構件重量，從而提高構件的技術性能。碳纖維力學性能優異，拉伸模量約為200到700Gpa，抗拉強度約為2到7Gpa，密度約為1.5到2.0g/cm3，重量比鋁還輕，不到鋼的1/4，比強度是鐵的20倍左右。碳纖維按照用途可以劃分為宇航級（小絲束）和工業級（大絲束）兩大類。碳纖維（聚丙烯腈基）單纖維的直徑約為5~7μm，24K以上的稱為大絲束碳纖維，24K以下的稱為小絲束碳纖維。大絲束主要包括45K、48K、60K、64K、80K等規格。小絲束最開始以1K、3K、6K為主，但是隨著技術發展進步，現主要以12K、15K、18K、24K為主。碳纖維復合材料已經在國防軍工、高技術、體育休閑用品領域取得廣泛的應用。工業級碳纖維復合材料還應用于機械、化工、電子、汽車、輕紡、土木建筑、交通運輸等領域。
二、碳纖維生產技術
碳纖維生產工藝主要包括原絲制備、預氧化、碳化及表面處理的過程。
（一）原絲制備工藝
1、原料路線選擇根據原料的不同，碳纖維可分為瀝青基碳纖維、粘膠基碳纖維、聚丙烯腈基碳纖維。（1）瀝青基碳纖維。瀝青基碳纖維的原料為瀝青，成本較低，碳化得率較高（能達到75%以上）。瀝青基碳纖維比其余基團的碳纖維熱傳導性能高，在溫度變化較大和惡劣環境下能表現出很好的穩定性，并且在受熱狀態下熱膨脹系數呈負值變化。所以可以利用它的這些性能，將其與金屬等其余材料制造成碳纖維復合材料。瀝青基碳纖維復合材料擁有較高的穩定性，可以根據其熱膨脹率的特點制造相應的產品。由于瀝青基碳纖維高熱傳導性、較高模量、負熱膨脹系數的特點，使得瀝青基碳纖維擁有良好的剛性和撓性。因為瀝青基碳纖維的這些特點，使其適用于太空技術等領域。（2）粘膠基碳纖維。粘膠基碳纖維的原料為人造絲，主要應用于隔熱材料、耐燒蝕材料等方面。粘膠劑碳纖維的柔軟和導電性，讓其擁有其他碳纖維材料不可取代的功用，可以制作電熱產品等。粘膠劑碳纖維的高調控性、發達的孔隙結構，又讓其可以制造成良好的醫用材料和環保材料。但是因為粘膠基碳纖維的產量太低，僅約為全球碳纖維總產量的1%，所以粘膠劑碳纖維不會有太大的發展。（3）聚丙烯腈基碳纖維。聚丙烯腈基碳纖維的原料為丙烯腈，聚丙烯腈基碳纖維具有密度小、強度大、導電性好、耐高溫、耐腐蝕的優點，它的柔曲性讓其可編織加工、纏繞成型。聚丙烯腈基碳纖維是碳纖維行業發展的主要領域，其影響著全球碳纖維行業的發展。1961年進藤昭男博士在日本大阪的實驗室首先研發出聚丙烯腈基碳纖維，并正式發表了有關資料。東麗公司（日本）利用了五年左右的時間，從研制出聚丙烯腈基碳纖維原絲到生產出T300的碳纖維，并于1971年建造成12噸/年的聚丙烯腈基碳纖維生產線。隨后東麗公司（日本）與聯邦碳化物公司（美國）通過合作的方式，開發了更高性能的碳纖維產品，并且帶動了全球其他公司的聚丙烯腈基碳纖維生產的發展。截止至目前，聚丙烯腈基基碳纖維占據著全部碳纖維90%以上的市場。2、聚合工藝技術選擇根據技術路線不同，碳纖維的聚合工藝技術可分為均聚、共聚。（1）均聚工藝技術。均聚工藝技術制得的產品規整度高、結晶度高、分子內聚能大，但是其纖維柔軟性差、染色性差。其預氧化反應是自由基反應，活化能較高，反應速度快，放熱比較集中，使其反應過程不易控制，并且集中放熱容易造成局部過熱而將纖維燒焦。（2）共聚工藝技術。使用共聚工藝技術時，為了促進環化，單體應為含有羧基的不飽和化合物或乙烯類化合物，例如：甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、衣康酸等。其中衣康酸的可紡性、親水性相對比其他單體表現最好，其可使環化能降低，有利于預氧化反應進行，并且能改善紡絲液的穩定性和流動性，紡出連續的長絲。雖然衣康酸的用量增加，可以加快環化速度，但是過量的衣康酸容易導致預氧絲的密度降低，所以聚合時需要控制其配比率。3、原絲工藝技術選擇（1）兩步法原絲工藝技術。兩步法原絲工藝技術中使用的聚合溶劑和紡絲溶劑不相同。此工藝技術中聚合釜的生產能力較大，且聚合熱的移除效率也較高，適合生產大絲束，腈綸廠的生產常用此方法。但是此方法聚合轉化率較低，聚合物的濃度也較低，且未聚單體的回收量較大。聚合過程中為防止聚合釜頻繁結巴，設備材質通常選用鋁合金。因攪拌速度對分子量影響較大，故通常采用漿葉式攪拌，嚴格控制攪拌速度。（2）一步法原絲工藝技術。一步法原絲工藝技術中使用的聚合溶劑和紡絲溶劑相同，此方法工藝流程短、工序少，有利于提高原絲的產品質量。一步法的轉化率高，單體回收量小，聚合釜通常采用螺帶式攪拌器。4、紡絲工藝（1）濕法紡絲。濕法紡絲為紡絲液從噴絲孔擠出后直接進入凝固浴的工藝技術。隨著牽伸速度的提高，在噴絲孔處容易產生斷絲，故為了保證原絲的質量，此方法的紡絲速度一直難以提高，且濕法紡絲后的原絲表面有顯著的溝槽。雖然濕法紡絲在紡絲過程中需要調控的參數較多，但是殘留的溶劑量卻較少，可以紡出高強度、高取向度、高密度的優質原絲，適合于大規模生產，生產技術較成熟。但是由于濕法紡絲紡絲速度低、生產成本高的特點，使得濕法紡絲的發展受限。（2）干噴濕紡。干噴濕紡為紡絲液從噴絲孔出來后先經過干段空氣層或氮氣層后才進入凝固液中進行凝固的工藝技術。相比較濕法紡絲，干噴濕紡可實現高速紡絲，制備的原絲表面平整光滑，原絲的截面均一性也明顯好于濕法紡絲，并且采用干噴濕紡制備的碳纖維強度也較高。干噴濕紡是近幾年發展起來的新型紡絲技術，已大量應用于工業生產。據報道，東麗公司（日本）的T700、T800、T1000牌號的高性能碳纖維都是使用的干噴濕紡工藝生產的原絲制造的。
（二）預氧化工藝
原絲是線性分子鏈，其耐熱性能較差，直接在高溫下碳化容易分解，不容易制備碳纖維。故一般在低溫的含氧環境中先加熱原絲，使得原絲線性分子結構發生變化，生成具有耐熱梯形結構的預氧絲，以提高原絲的熱穩定性。預氧化過程是制造高性能碳纖維的重要中間過程，起到承前啟后的作用，作為由原絲轉化為碳絲的重要橋梁。預氧化過程主要包括環化、脫氫、氧化等反應。預氧化爐爐溫的調校和標定、預氧化爐溫度的控制、停留時間的控制、過程中靜電的處理、氧化爐內部風速的控制、牽伸速度的控制等都對預氧絲的性能有非常大的影響。為了充分利用余熱，可以采用蓄熱式焚燒爐回收氧化爐廢氣焚燒過程中產生的余熱。
（三）碳化工藝
碳化是碳纖維形成的主要階段，使得預氧絲的梯形結構轉化為碳纖維的亂層石墨結構。預氧絲在惰性氣體的保護下，經過低溫碳化爐、高溫碳化爐碳化制得高性能碳纖維。碳化溫度一般為400℃~1600℃，在此溫度中，預氧絲中的N、H、O等非碳元素從纖維中釋放出來。碳化爐中對惰性氣體純度的要求非常嚴格，故碳化爐端口通常使用迷宮式密封來起到密封作用。碳化爐的溫度控制、牽伸速度控制、停留時間、碳化過程產生的焦油的排除、廢氣的處理等都是碳化技術的關鍵，對碳纖維產品的性能影響非常大。
（四）表面處理工藝
要制備高性能的碳纖維復合材料，需要對碳纖維的表面進行處理，以提高纖維和樹脂之間的結合力。表面處理工藝主要為電解、水洗、上膠、干燥等過程。其中電解液的選擇、上膠劑的選擇對碳纖維復合材料的性能有很大的影響。
三、綜述
關鍵詞：腈綸；粘纖；聚酯纖維；定量分析
1 引言
腈綸是聚丙烯腈纖維在我國的商品名，國外則稱為“奧綸”、“開司米綸”。通常是指用85%以上的丙烯腈與第二和第三單體的共聚物，經濕法紡絲或干法紡絲制得的合成纖維。丙烯腈含量在35%～85%之間的共聚物紡絲制得的纖維稱為改性聚丙烯腈纖維。腈綸纖維有人造羊毛之稱。具有柔軟、蓬松、易染、色澤鮮艷、耐光、抗菌、不怕蟲蛀等優點，根據不同用途的要求可純紡或與天然纖維、人造纖維、其他合成纖維混紡，其紡織品被廣泛地用于服裝、裝飾、產業等領域。基于腈綸在紡織品中的廣泛應用，腈綸混紡產品的含量分析也成為人們關注的熱點。從GB/T 2910.2―2009附錄B（15）中不難看出腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品的含量分析，只能采用方案4的方法進行檢測，也就是說需要采用連續溶解的方法才能完成，即第一步利用GB/T 2910.12―2009 的二甲基甲酰胺的方法，溶解腈綸，剩余粘纖/聚酯纖維，再進行第二步利用 GB/T 2910.11―2009的75%硫酸的方法，溶解粘纖，剩余聚酯纖維，通過計算得出結果，中間要經過二次溶解、過濾、烘干、冷卻、稱重的過程，檢測時間較長，不能滿足客戶對時間需求。怎樣檢測才能既滿足標準要求又能節省時間呢，帶著這一問題，我們對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品的含量分析利用GB/T 2910.2―2009方案2的方法進行了試驗。
2 試驗
2.1 試驗樣品
腈綸標準貼襯；粘纖標準貼襯；聚酯纖維標準貼襯；粘纖30%、腈綸30%、聚酯纖維40%配比混合樣品。
2.2 試驗標準
GB/T 2910.2―2009 《紡織品 定量化學分析 第2部分 三組分纖維混合物》、GB/T 2910.12―2009《紡織品 定量化學分析 第12部分：聚丙烯腈纖維、某些改性聚丙烯腈纖維、某些含氯纖維或某些彈性纖維與某些其他纖維的混合物（二甲基甲酰胺法）》、GB/T 2910.11―2009《紡織品 定量化學分析 第11部分： 紡織品 化纖維素纖維與聚酯纖維的混合物（硫酸法）》。
2.3 試劑
二甲基甲酰胺，沸點152℃～154℃。75%硫酸：在冷卻的條件下，慢慢地將700mL（密度1.84g/mL）加入到350mL水中，待溶液冷卻至室溫，再用水稀釋至1L。稀氨溶液，將200mL氨水（密度0.880 g/mL）用水稀釋至1L。
2.4 試驗設備
六孔恒溫水浴鍋（90℃～95℃）、恒溫水浴振蕩器[（50±5）℃]、分析天平（精度0.0002g）、恒溫鼓風干燥箱[（105±3）℃]、抽濾裝置、玻璃砂芯漏、200mL具塞三角瓶等。
2.5 試驗方法
2.5.1 二甲基甲酰胺法
按照GB/T 2910.1規定的通用程序進行，然后按以下步驟操作。
把準備好的試樣放入三角燒瓶中，每克試樣加入150mL二甲基甲酰胺，塞上玻璃塞，搖動燒瓶將試樣充分潤濕后，讓燒瓶保持90℃～95℃放置1h。如果試樣中的聚丙烯腈難以溶解，可以多加50mL二甲基甲酰胺，在此期間用手輕輕搖動5次。用玻璃砂芯坩堝過濾，殘留物留在燒瓶中，另加60mL二甲基甲酰胺，保持90℃～95℃放置30min，用手輕輕搖動2次。把殘留物過濾到玻璃砂芯坩堝，真空抽吸排液，并用水將殘留物洗至坩堝中，真空抽吸排液。熱水加滿坩堝洗滌殘留物兩次，每次重力排液后再用真空抽吸。如果不溶纖維是聚酰胺纖維或聚酯纖維，可把玻璃砂芯坩堝和殘留物烘干、冷卻、稱重。如果不溶纖維是動物纖維、棉、粘膠纖維、莫代爾纖維或銅氨纖維，將殘留物轉移到燒瓶中，加入160mL水，在室溫下保持5min，不時地劇烈搖動。將液體過濾到坩堝排液，重復水洗3次以上，最后一次清洗將殘留物過濾到坩堝中，真空抽吸排液。用水清洗燒瓶中的殘留物全部轉移到坩堝中。最后真空抽吸，將坩堝和殘留物烘干，冷卻，稱重[1]。
2.5.2 75%硫酸法
按照GB/T 2910.1規定的通用程序進行，然后按以下步驟操作。
把準備好的試樣放入三角燒瓶中，每克試樣加入200mL硫酸溶液，塞上玻璃塞，搖動燒瓶將試樣充分潤濕后，將燒瓶保持（50士5）℃放置1h，每隔10min搖動一次。將殘留物過濾到玻璃砂芯坩堝，真空抽吸排液，再加少量硫酸清洗燒瓶。真空抽吸排液，加入新的硫酸溶液至坩堝中清洗殘留物，重力排液至少1min后再用真空抽吸。冷水連續洗滌若干次，稀氨水中和兩次，再用冷水洗滌。每次洗滌先重力排液再抽吸排液。最后將坩堝和殘留物烘干，冷卻，稱重[2]。
2.6 結果計算
混紡產品凈干重量百分率的計算公式如下。
2.6.1 方案2計算公式
公式（1）、（2）、（3）適用于第一個試樣中去除組分（a），留下殘留物為其他兩種組分（b+c），第二個試樣中去除組分（a+b），留下殘留物為第三個組分（c）：
P1=100-（P2+P3） （1）
P2=100×d1×r1/m1-d1/d2×P1 （2）
P3=d4×r2/m2×100 （3）
式中：
P1――第一組分凈干質量百分率（第一個試樣溶解在第一種試劑中的組分），%；
P2――第二組分凈干質量百分率（第二個試樣在第二種試劑中和第一個組分同時溶解的組分），%；
P3――第三組分凈干質量百分率（在兩種試劑中都不溶解的組分），%；
m1――第一個試樣經預處理后的干重，g；
m2――第二個試樣經預處理后的干重，g；
r1――第一個試樣經第一種試劑溶解去除第一個組分后，殘留物的干重，g；
r2――第二個試樣經第二種試劑溶解去除第一、第二組分后，殘留物的干重，g；
d1――質量損失修正系數，第一個試樣中不溶的第二組分在第一種試劑中的質量損失；
d2――質量損失修正系數，第一個試樣中不溶的第三組分在第一種試劑中的質量損失；
d4――質量損失修正系數，第二個試樣中不溶的第三組分在第二種試劑中的質量損失；
2.6.2 方案4計算公式
公式（4）、（5）、（6）適用于同一個試樣，從混合物中連續溶解去除兩種纖維組分。
P1=100-（P2+P3） （4）
P2=d1×r1/m×100-d1/d2×P3 （5）
P3=d3×r2/m×100 （6）
式中：
P1――第一組分凈干質量百分率（第一個溶解的組分），%；
P2――第二組分凈干質量百分率（第二個溶解的組分），%；
P3――第三組分凈干質量百分率（不溶解的組分），%；
m――試樣預處理后的干重，g；
r1――經第一種試劑溶解去除第一組分后，殘留物的干重，g；
r2――經第一、第二種試劑溶解去除第一、第二組分后，殘留物的干重，g；
d1――質量損失修正系數，第二組分在第一種試劑中的質量損失；
d2――質量損失修正系數，第三組分在第一種試劑中的質量損失；
d3――質量損失修正系數，第三組分在第一、第二種試劑中的質量損失[3]。
2.6.3 d值的計算公式
（7）式中：
m0――已知不溶纖維干重，g；
m1――試劑處理后不溶纖維干重，g。
當d值大于1時，表明不溶纖維在溶解過程中有重量損失，計算結果時要予以補償；d值小于1時，表明不溶纖維在溶解過程中有重量增加，計算結果時要予以扣除；d值等于1時，表明不溶纖維在溶解過程中沒有重量變化。
3 試驗結果與討論
3.1 腈綸的溶解性能
從腈綸的化學性質上看，腈綸具有良好的化學穩定性，但在濃硫酸、濃硝酸、濃磷酸的作用下會溶解。耐堿性比錦綸差，在熱稀堿、冷濃堿溶液中會變黃，在熱濃堿溶液中會立即被破壞。那么腈綸在75%硫酸的作用下會是什么狀態呢，基于這一思考，對腈綸的溶解性能進行了試驗。
為了詳細了解腈綸在75%硫酸中溶解情況，確保所用試劑的使用效果，選擇在幾個常用的溫度條件對腈綸的溶解性能進行試驗。試驗結果見表1[4]。
表1 腈綸在75%硫酸中的溶解性能
從上述試驗可以看出，不同條件下75%硫酸溶解腈綸的狀況也有所不同，溫度低時，需要的溶解時間相對較長，試驗表明75%硫酸在溫度50℃時間50 min時能將腈綸完全溶解，也就是說，GB/T 2910.11―2009紡織品定量化纖維素纖維與聚酯纖維的混合物（硫酸法）的試驗條件[溫度（50±5）℃，時間1h]，75%硫酸完全滿足腈綸的溶解條件。我們采用GB/T 2910.11―2009的方法，對腈綸溶解情況進行驗證試驗，試驗結果見表2。
試驗證明，采用GB/T 2910.11―2009試驗方法，腈綸的重量修正系d值為：1.00，表明腈綸完全溶解。
3.2 利用方案4試驗結果
利用GB/T 2910.2―2009方案4，對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量的檢測，d值分別為，d1：1.01；d2：1.01；d3：1.01。此方法是標準規定的方法，試驗結果見表3。
3.3 利用方案2試驗結果
利用GB/T 2910.2―2009方案2，對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量的檢測，d值分別為，d1：1.01；d2：1.01；d3：1.00。此方法不是標準規定的方法，試驗結果見表4。
3.4 分析與討論
從3.1的試驗結果可以看出，通過對腈綸溶解性能的驗證試驗，腈綸能溶于75%硫酸，只是在不同的試驗條件下，溶解的效果也有所不同，腈綸在溫度50℃時30min條件下就能完全溶解，我們利用GB/T 2910.11―2009的方法，按溫度（50±5）℃、時間1h的條件進行試驗，結果表明，腈綸完全溶解，具備GB/T 2910.2―2009標準中方案2的檢測條件。
從3.2的試驗可以看出，方案4的檢測，是標準對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量分析規定方法，從檢測結果上看，數據最大相對誤差為0.28%，最大變異系數為0.63%，檢測數值一致性較好，均在1%的標準允差范圍內，唯一的缺點就是檢測時間較長。
從3.3的試驗結果可以看出，方案2的檢測，不是標準對腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量分析規定方法，但從檢測結果看，數據最大相對誤差0.12%，數據最大變異系數為0.24%，檢測數值更加穩定，均在1%的標準允差范圍內，完全滿足檢測的需要，同時又節約了檢測時間，取得滿意效果。
4 結論
綜上所述，通過對腈綸溶解性能的研究和試驗，實驗室在進行腈綸/粘纖/聚酯纖維混紡產品定量檢測時，可以采用GB/T 2910.2―2009標準中方案2的檢測方法，混紡各纖維的溶解性能能夠滿足檢測的需要，通過兩個方案的對比試驗證明，利用GB/T 2910.2―2009標準中方案2的檢測，從環節比方案4少一個操作周期，檢測數值更加穩定，但從總體上看，方案2與方案4的檢測結果相差無幾，完全符合標準要求。
參考文獻：
[1] GB/T 2910.12―2009紡織品 定量化學分析 第12部分：聚丙烯腈纖維、某些改性聚丙烯腈纖維、某些含氯纖維或某些彈性纖維與某些其他纖維的混合物（二甲基甲酰胺法）[S].
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[3] GB/T 2910.2―2009 紡織品 定量化學分析 第2部分： 三組分纖維混合物[S].
蠶蛹蛋白粘膠長絲集真絲和粘膠人造絲優點于一身，具有很好的織造性能和服用性能，文章介紹了蠶蛹蛋白粘膠長絲的形態結構、氨基酸組成與性能、纖維制取和產品的開發。
關鍵詞：蠶蛹蛋白粘膠長絲；形態結構；氨基酸組成與性能；纖維的制取和產品開發
Physical and Chemical Properties of Pupa Protein Viscose Filament Yarn and Its Application Research
Abstract：Having good herstellbar and wearability, Pupa protein viscose filament yarn combines the advantages of both silk and viscose. This paper mainly focus on the morphostructure of Pupa protein viscose filament yarn, its composition and performance, manufacture and product development.
Key Words：Pupa protein viscose filament yarn；Morphostructure；Amino acidcomposition and performance；Product development
蠶蛹蛋白纖維分為蠶蛹-粘膠共混纖維和蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維兩個品種。目前，使用較多的是蠶蛹-粘膠共混纖維，稱為蠶蛹蛋白粘膠長絲。
蠶蛹蛋白粘膠長絲是綜合利用高分子改性技術、化纖紡絲技術、生物工程技術將蠶蛹經特殊的生產工藝配制成紡絲液，再與粘膠按比例共混紡絲，在特定條件下形成的具有穩定皮芯結構的蛋白纖維，由于蠶蛹蛋白液與粘膠的物理化學性質不同，使蠶蛹蛋白主要聚集在纖維表面。蠶蛹蛋白粘膠長絲集真絲和粘膠人造絲優點于一身，具有舒適性、親膚性、染色鮮艷、懸垂性好等優點，其織物光澤柔和，手感滑爽，吸濕、透氣性好，作為紡織原料，它具有很好的織造性能和服用性能。
1蠶蛹蛋白粘膠長絲的基本結構形態
蠶蛹蛋白粘膠長絲有金黃色和淺黃色兩種，纖維表面富有18種氨基酸。這種蛋白纖維是由兩種物質構成――纖維素和蛋白質，具有兩種聚合物的特性，屬于復合纖維的一種，兩種組分在纖維橫截面上的配置類型，從理論上來分析，由于蠶蛹蛋白液與粘膠的物理化學性質不同，特別是它們的黏度相差很大，使蠶蛹蛋白液與粘膠的混合紡絲液經酸浴凝固形成時，蛋白質主要分布于纖維的表面，因此蠶蛹蛋白粘膠長絲屬于皮芯型。纖維切片經顯微鏡下觀察，纖維素部分呈白色略顯淺藍，在纖維切面的中間，蛋白質呈藍色，而在纖維切面的，整個切面形成皮芯層結構。蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維顏色呈淡黃色。圖1所示為蠶蛹蛋白粘膠長絲經考瑪斯亮藍R-250染色后，在400倍顯微鏡下纖維切片的照片。圖A為蠶蛹蛋白粘膠長絲30Nm/50F(做切片時采用水分散，區分效果更明顯)，圖B為蠶蛹蛋白粘膠長絲30Nm/50F（甘油分散）。
2蠶蛹蛋白纖維的氨基酸組成
蠶蛹蛋白纖維的氨基酸組成見表1。
蠶蛹蛋白纖維是由18種氨基酸組成的高蛋白纖維，蛋白質集于化纖表面，它與纖維素形成分子上的結合，十分牢固，蛋白質中氨基酸含量達60%，其中8種為人體所必需，一種是嬰兒營養所必需，另外還含有維生素B2、脫氧核苷酸等特殊成分。具體而言，這18種氨基酸大多是營養物質，與人體皮膚的成分極為相似，其中絲氨酸、蘇氨酸、亮氨酸等具有促進細胞新陳代謝、加速傷口愈合、防止皮膚衰老的功能；丙氨酸可防止陽光輻射及血蛋白球下降，對于防止皮膚瘙癢等皮膚病均有明顯的作用；還對肩周炎、風濕性關節炎、胃炎和干性皮膚的滋潤等均有保健作用。
圖A 切片采用水分散的照片圖B 切片采用甘油分散的照片
圖1蠶蛹蛋白長絲染色后在顯微鏡下纖維切片照片
表1蠶蛹蛋白粘膠長絲所含氨基酸百分比
3蠶蛹蛋白纖維的性能
（1）蠶蛹蛋白纖維的物理機械性能
①蠶蛹蛋白粘膠長絲與蠶絲、粘膠長絲物理機械性能對比見表2。
②蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維
蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維干強為1.41cN/dtex～2.29cN/dtex，斷裂伸長率10%～30%。
蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維中含有天然高分子化合物（蠶蛹蛋白）和合成成分（聚丙烯腈），它具有蛋白纖維吸濕性、抗靜電性、舒適性好等特點，同時又具有聚丙烯腈的手感柔軟、保暖性好等優良特性。
（2）蠶蛹蛋白纖維的化學性能
蠶蛹-粘膠共混纖維為皮芯層結構，纖維素部分在纖維的中間，蛋白質在纖維的外層。所以，很多情況下蠶蛹-粘膠共混纖維表現的是蛋白質的兩性性質，酸和堿都會促使蛋白質水解，但酸對它的作用較弱，而堿對它的作用則強得多。試驗證明，5%的鹽酸使其強力下降2.9%，而在2%的氫氧化鈉作用下，它的強力下降9.3%。蠶蛹蛋白粘膠長絲的另一優點是它的抗蟲蛀、耐霉性好。蛋白質中含有較多的氨基等強親和基因，這為活性染料中溫中性染色提供了基礎。
蠶蛹蛋白與丙烯腈接枝共聚纖維同時含有聚丙烯腈和蠶蛹蛋白分子，它同時表現出兩種纖維的化學性能。
（3）蠶蛹蛋白纖維的生物性能
蛋白質位于蠶蛹-粘膠共混纖維的外層。人們在穿著用蠶蛹蛋白-粘膠共混纖維長絲制成的織物時，與人體直接接觸的是蛋白質，所以它對皮膚具有良好的相容性和保健性。例如，對于防止皮膚瘙癢等皮膚病有明顯的作用，對干性皮膚的滋潤有保健作用。
4蠶蛹蛋白纖維的制取
（1）蠶蛹-粘膠共混纖維
①紡絲用蠶蛹蛋白的制備
首先將經過選擇的新鮮蠶蛹經烘干、脫脂、浸泡，在堿溶液中溶解后，進行過濾，用分子篩控制分子量，再進行脫色處理，調節等電點，進行水洗，最后經脫水、烘干制得蠶蛹蛋白，將蠶蛹蛋白溶解成蠶蛹蛋白溶液，加化學修飾劑修飾后，與高聚物共混即可紡絲。紡絲用蠶蛹蛋白的組分和用量為：蠶蛹蛋白35%～39%，化學試劑2%～5%，高聚物55%～65%。其中化學修飾劑為丙烯腈或丙烯酰胺；高聚物為聚乙烯醇、丙烯腈、粘膠、丙烯酰胺。
②蠶蛹蛋白紡絲液體的制備
將對分子質量在1萬～8萬之間、蛋白質含量在75%以上的蠶蛹蛋白，放入溫度為60℃左右的軟水中反復漂洗，直至蠶蛹蛋白充分澎潤，漂洗液的pH值為6～7，然后脫水，得到漂洗后的蠶蛹蛋白。
按蠶蛹蛋白：氫氧化鈉=1:0.08～1:0.2（固體重量比）的氫氧化鈉水溶液中，恒溫攪拌3h～5h，得到蠶蛹蛋白液體。
將上述蠶蛹蛋白液體降溫至40℃～45℃，加入濃度為0.05%～0.3%過氧化氫進行引發后，再按蠶蛹蛋白：丙烯酰胺或丙烯腈=1:0.1～1:0.3（固體重量比）加入丙烯酰胺或丙烯腈，經充分攪拌得到蠶蛹蛋白紡絲液體。蠶蛹蛋白紡絲液的組成及配比為：蠶蛹蛋白15%～20%，丙烯酰胺或丙烯腈1.5%～6%，軟水77%～80%，氫氧化鈉0.7%～4%，過氧化氫0.05%～0.1%。
③蠶蛹蛋白復合長纖維（蠶蛹-粘膠共紡纖維）的制取
按蠶蛹蛋白：氫氧化鈉=1:0.08～1:0.2（固體重量比），將蠶蛹蛋白溶液在溫度為45～50℃、濃度為1.2%～2%（重量比）的氫氧化鈉水溶液中，經過濾得到蠶蛹蛋白溶液，再在溫度為40℃～45℃的蠶蛹蛋白溶液中加入0.5%～1%的過氧化氫進行引發后，按蠶蛹蛋白：丙烯酰胺=1:0.1～1:0.15（固體重量比）加入丙烯酰胺，經充分攪拌得到蠶蛹蛋白紡絲液。
按蠶蛹蛋白：粘膠=1:2～1:2.5（固體重量比），將蠶蛹蛋白紡絲液同粘膠紡絲液分別脫色后，在常溫下共混，采用紡前注射和靜態混合直接紡絲，制得纖維。
最后，將纖維在45℃～55℃凝固浴中進行處理，然后將經凝固浴后的纖維用醛化液進行醛化處理1 h～3h。凝固浴的組成及濃度（g/l）為：硫酸鈉250～360，硫酸80～130，凝固浴的比重為1.25～1.32。醛化液的組成及濃度（g/l）為：甲醛25%～50%，硫酸7%～25%，硫酸鈉130%～250%。
（2）蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維
①蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維紡絲原液的制備
第一步是配制蠶蛹蛋白硫氰酸鈉溶液：取硫氰酸鈉（分析純），加入無離子水，配制成50%～75%的硫氰酸鈉濃溶液，再取固定量的蠶蛹蛋白（相對分子質量為1萬～6萬）溶于50%～75%濃溶液中，溶解溫度為50℃～80℃，溶解時間為30min～120min，經過濾再加入無離子水45%～48.5%的蠶蛹蛋白硫氰酸鈉溶液。
第二步是配制聚合液：按比例將蠶蛹蛋白硫氰酸鈉溶液83.62%～89.445%（重量百分比下同）、丙烯磺酸鈉或甲級丙烯磺酸鈉（分析純）0.05%～0.30%、偶氮二異丁腈（分析純、引發劑）0.005%～0.08%、丙烯腈（分析純）10%～14.5%、甲醛丙酸甲酯或丙烯酸甲酯（分析純）0.5%～1.5%，按順序一次加入，攪拌使固體物料完全溶解，然后倒入反應器中。
第三步是接枝共聚反應：攪拌并升溫使上述已在反應器內的聚合液進行接枝共聚反應，攪拌速度為50r/min～200r/min，升溫速率控制在(1±0.1)℃/min。當反應溫度為65℃時，使溫度緩慢上升，升溫速度控制在(5±0.5)℃/min，在70℃～85℃時反應1.5h～2.5h，反應后的接枝共聚物經脫泡、脫單后制得蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維的紡絲原液，其落球黏度為210s～410s，聚合物相對分子質量為6.4萬～8.3萬。
②蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維的制取
將上述配制的紡絲原液經計量泵壓入，通過（80～300）×0.08nm的噴絲板噴出；噴出原液細流在硫氰酸鈉溶液濃度8%～15%、溫度5℃～15℃，凝固浴長0.8m～1.5m的凝固浴中凝固成形，得到初生纖維。
初生纖維經溫度為60℃～80℃，硫氰酸鈉溶液濃度為3%～8%的預熱浴中進一步凝固，并施行1.2～2.5倍的牽伸；預熱拉伸后的纖維經無離子水水洗；再經溫度為95℃～100℃、拉伸倍數為1.5～4.0倍的第一沸水拉伸及溫度為95℃～100℃、拉伸倍數為2.0～4.0倍的第二沸水拉伸；最后進行上油、干燥，得到蠶蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纖維。
5蠶蛹蛋白纖維的產品開發
蠶蛹蛋白粘膠長絲兼具真絲和粘膠纖維的優良性能，在一定程度上優于真絲，其織物既可以達到高度仿真的效果，且在很多方面比真絲更具優勢，還可以與真絲、精梳棉交織開發出高檔機織和針織服裝面料或內衣。其產品以高檔襯衫、內衣、春夏季服飾面料及家紡織物為主。
不同織物組織的織物性能比較列于表3中。
由上表可見，由于織物組織結構不一樣，其織物風格也有所不同，作為服裝面料都有一定的特點，常用作春夏季服裝面料。
蠶蛹蛋白粘膠長絲開發較多的產品是針織圓機產品， 針織物具有良好的透氣透濕性、彈性和懸垂性。蠶蛹蛋白粘膠長絲手感光滑、光澤好、衛生性能優良，純針織物可充分利用蠶蛹蛋白纖維的保健性能，用于貼膚內衣、高檔睡衣、T恤衫、夏季裙子等服裝。如與其他原料交織可以達到性能的互補作用，改善織物性能上的不足，擴大蠶蛹蛋白纖維的應用領域，并可提高織物的彈性、耐磨性、蓬松感和豐滿度，提升服裝的檔次，使蠶蛹蛋白粘膠長絲的應用領域擴大到秋冬季的服裝面料。但是，在選擇交織面料時應注意避免使用與蠶蛹蛋白粘膠纖維化學性能相反的原料，以免在后整理中影響蛋白質纖維的性能。為了使織物具有細密的外觀和柔軟的手感，應選擇具有較高機號的圓機進行編織，如32G、28G和24G。
蠶蛹蛋白粘膠纖維長絲除了可開發機織面料和針織圓機產品外，還可開發橫機產品。在橫機產品中，以開發時裝羊毛衫為主。采用氨綸包芯紗和羊毛與蠶蛹蛋白粘膠纖維長絲交織，后者為織物提供閃色效應。另一方面，氨綸和羊毛提高了織物的厚度，增加了織物的蓬松感和豐滿度，提升了服裝的檔次。所開發的橫機產品如表4所示。
表4蠶蛹蛋白粘膠纖維長絲橫機產品
參考文獻：
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月7日，工信部印發《加快推進碳纖維行業發展行動計劃》。計劃提出，經過3年努力，初步建立碳纖維及其復合材料產業體系，碳纖維的工業應用市場初具規模；到2020年，我國碳纖維品種規格齊全，基本滿足國民經濟和國防科技工業對各類碳纖維及其復合材料產品的需求，初步形成2～3家具有國際競爭力的碳纖維大型企業集團及若干創新能力強、特色鮮明、產業鏈完善的碳纖維及其復合材料產業集聚區。
計劃要求在產業推進發展進程中不忘轉型升級，并鼓勵骨干企業開展跨地區、跨所有制的聯合重組，力爭到2020年前5家生產集中度提高至70%以上。
鼓勵發展高技術碳纖維材料。加快高強型GQ4522級碳纖維產業化建設步伐，掌握碳纖維預浸料制備、復合材料構件設計與制造、產品性能評價等關鍵技術；有效集成單體聚合、纖維成型、氧化碳化、表面處理等關鍵工藝技術，逐步實現高強中模型、高模型、高強高模型等系列品種產業化。
抑制低水平重復建設。原則上不鼓勵新建高強型GQ3522級碳纖維生產線，新建高強型GQ4522級碳纖維產業化生產裝置單套能力應不低于1000噸/年。噸聚丙烯腈原絲產品消耗丙烯腈不高于1.1噸，噸碳纖維產品消耗聚丙烯腈原絲不高于2.1噸。
計劃提出，圍繞航空航天、軍事裝備、重大基礎設施等領域對高端碳纖維產品的性能要求，建立完善上下游一體化協作機制，保障供應性能優越、質量穩定的碳纖維產品。完成碳纖維復合材料在民用航空航天領域關鍵結構件的應用驗證，達到適航要求。加快碳纖維復合材料在跨海大橋、人工島礁等重大基礎設施中的示范應用。
圍繞風力發電、電力輸送、油氣開采、汽車、壓力容器等領域需求，支持應用示范，引導生產企業、研究設計機構與應用單位聯合開發各種形態碳纖維增強復合材料、零部件及成品，加快培育和擴大工業領域應用市場，帶動相關產業轉型升級，保障戰略性新興產業發展需要。
加大碳纖維在建筑補強領域的應用范圍，提高建筑安全系數；繼續做大做強碳纖維體育休閑產品，滿足民眾對文化體育生活的需求；積極開拓碳纖維產品在安全防護、醫療衛生、節能環保等領域的應用，不斷滿足經濟和社會發展需求。（本刊）
常見的復合材料有：
1、玻璃鋼，它是由玻璃纖維和酚醛樹脂復合制成的。
2、碳纖維，它主要是以粘膠絲、聚丙烯腈纖維和瀝青絲等為原料，然后在高達2800℃的高溫下碳化而成的。
3、燒灼材料，它是用玻璃纖維和酚醛塑料的環氧樹脂制成的復合材料。
（來源：文章屋網 ）
一、衣
隨著生活水平的提高，人們都喜歡穿羊毛衫和羊毛外套。俗話說：“羊毛出在羊身上。”但也有不出在羊身上的“羊毛”，這就是在百貨商店堆滿毛線柜臺，色彩特別耀眼的腈綸毛線。腈綸有“合成毛線”之稱，它的學名叫聚丙烯腈，它具有羊毛的特點，并且有優于羊毛之處。腈綸是怎樣合成的呢？制取腈綸的原料是丙烯腈（CH=CHCN），丙烯腈可以由電石制造，也可以用石油裂解和煉油廢氣中的丙烯來制造，丙烯經過氨氧化后，便成了丙烯腈：2CH=CH-CH+2NH+3O2CH=CH-CN+6HO。丙烯腈通過聚合反應變成聚丙烯腈，然后通過噴絲、紡織，便成了腈綸纖維。
二、食
炸油條時，要向面團里常加入純堿和明礬，這是為什么呢？其實發明油條的人可能并不懂得化學，但是他不自覺地利用了三個化學原理，才發明了受人喜歡的油條。純堿（NaHCO）和氫氧化鈉（NaOH）是做油條過程中的第一個反應：NaCO+HO=NaHCO+NaOH。第二個反應是生成的NaHCO受熱分解成NaCO、HO、CO：2NaHCO=NaCO+HO+CO。這兩個反應的結果使面團里形成了許多充滿二氧化碳的微小氣室，氣體受熱會發生膨脹，所以在炸油條時，油條迅速膨脹起來。但上面兩個反應結果會產生較多的NaOH，NaOH是強堿，是不能吃的，巧在發明油條的人知道用明礬來中和NaOH的堿性，反應產生的Al(OH)以膠體形式存在，有利于包裹二氧化碳氣體和使面團具有較大的伸脹性。Al(OH)是胃舒平的主要成分，它能中和胃中產生過多的胃酸（鹽酸），保護胃壁黏膜，因此患有胃病的人常吃油條有好處，不但營養價值高，而且舒坦了自己的胃。
醋的化學名字叫乙酸，分子式為CHCOOH。醋不僅是一種調味品，而且有很多用途：1.在烹調蔬菜時，放點醋不但味道鮮美，而且有保護蔬菜中維生素C的作用（因維生素C在酸性環境中不易被破壞）。2.在煮排骨、雞、魚時，如果加一點醋，可以使骨中的鈣質和磷質被大量溶解在湯中，從而大大提高人體對鈣、磷的吸收率。3.患有低酸性胃病（胃酸分泌過少，如萎縮性胃炎）的人，如果經常用少量的醋做調味品，既可增進食欲，又可使疾病得到治療。4.在魚類不新鮮的情況下，加醋烹飪不僅可以解除腥味，而且可以殺滅細菌。5.醋可以作為預防痢疾的良藥。痢疾病菌一遇上醋就一命嗚呼，所以在夏季痢疾流行的季節，多吃點醋，可以增加腸胃內殺滅痢疾病菌的作用。6.醋還可以預防流行性感冒。將室內門窗關嚴，將醋倒在鍋里漫火煮沸至干，便可以起到消滅病菌的作用。7.擦皮鞋時，滴上一滴醋，能使皮鞋光亮持久。8.銅、鋁器用舊了，用醋涂擦后清洗，就能恢復光澤。9.殺雞鴨前20分鐘，給雞鴨灌一些醋，拔毛就容易了。10.衣服上沾染了水果汁，用醋一泡，一搓就掉。11.用醋浸泡暖水瓶中的水垢，可以達到除垢的目的。12.夏天毛巾易發生霉變而出異味，用少量的醋洗毛巾就可以消除異味。
三、住
聚氯乙烯（PVC）是家居中廣泛應用的墻紙的化學原料，把它用刮刀均勻地涂在底紙，再經過一定的工序后，印刷和溝底軋花而成。我們用的肥皂盒、梳子、拖鞋、涼鞋、水桶等大都是由聚氯乙烯制成的，它們有的比絲綢還要柔軟，有的比鋼鐵還要堅硬。
四、行
汽車燃燒的汽油、柴油等其實都是從石油中分離出來的不同的烴。但石油屬化石燃料，燃燒產物主要是二氧化碳，會造成溫室效應。所以我們應積極開發新能源。新能源主要包括：太陽能、風能、核能、生物能、氫能等。如果具體到應用上，大致可以歸為以下幾類：太陽能發電；風力發電；核能發電；乙醇汽油、甲醇汽油。
五、用
鉛筆芯是由石墨摻合一定比例的粘土制成的，當摻入粘土較多時鉛筆芯硬度增大，筆上標有Hard的首寫字母H。反之則石墨的比例增大，硬度減小，黑色增強，筆上標有Black的首寫字母B。圓珠筆：油墨是一種粘性油質，是用胡麻子油、合成松子油（主含萜烯醇類物質）、礦物油（分餾石油等礦物而得到的油質）、硬膠加入油煙等而調制成的。在使用圓珠筆時，不要在有油、有蠟的紙上寫字，否則油、蠟會嵌入鋼珠沿邊的銅碗內影響出油，還要避免筆受撞擊、曝曬，不用時隨手套好筆帽，以防止碰壞筆頭、筆桿變型及筆芯漏油而污染物體。如遇天冷或久置未用，筆不出油時，可將筆頭放入溫水中浸泡片刻后再在紙上劃動筆尖，即可寫出字。鋼筆：筆頭用各含5％―10％的Cr、Ni合金組成的特種鋼制成的筆。鉻鎳鋼抗腐蝕性強，不易氧化，是一種不銹鋼，該種筆的抗腐蝕性能好，但耐磨性能欠佳。
膜通量的變化
超濾在過濾15min，反沖5min和無反沖的兩種操作參數條件下，實驗過程中采用恒壓過濾，進膜壓力為100kPa，反沖洗壓力為120kPa，其長期滲透通量變化如圖4.1所示。從圖4.1中可看出，周期反沖洗條件下通量下降很緩慢，無反沖洗時滲透通量的下降速率遠遠快于周期反沖洗的情況，說明周期反沖洗有利于緩解膜的污染，這是因為周期反沖洗使一部分在膜表面沉積的污染物被及時帶離膜表面，從而避免了污染物在膜表面的大量累積。
污染物去除效果
采用截留分子量為10，000Da的國產中空纖維膜對西安市北石橋污水凈化中心的二沉池出水進行了直接超濾實驗，其操作條件為：按過濾15min后，反沖5min的周期運行。實驗過程中采用恒壓過濾，進膜壓力為100kPa。通過測定結果考察了超濾對污水中幾種重要指標（濁度、色度、細菌總數、大腸桿菌、UV254、TOC）及水中環境內分泌干擾物質的去除效果。
濁度
圖4.2為超濾過程中，進出水濁度隨時間的變化情況。由圖可以發現，原水濁度大多數在1.02～2.56NTU范圍內，出水濁度均小于0.2NTU，平均去除率高達90%以上，說明超濾對原水中的濁度物質最終幾乎可以完全截留。
關于超濾膜除濁機理一般認為超濾膜與雜質作用會有以下幾種情形[39]：
（1）溶質在膜表面及微孔壁上產生吸附；
（2）溶質的粒徑大小與膜孔徑相仿，溶質在孔中停留，引起阻塞；
（3）溶質的粒徑大于膜孔徑，溶質在膜表面被機械截留，實現篩分。
這三種作用的協同效應的抑制了水中濁度物質穿透超濾膜，從而提高了超濾膜除濁效率。
圖4.3為超濾過程中，進出水TOC隨時間的變化情況。TOC是代表污水中總有機物含量
的重要指標，由圖 4.3可看出超濾膜的截留機理不能可靠地保證出水的有機物濃度，其平均去
除率為20%左右。有研究者曾應用中空纖維超濾膜對20種不同原水進行超濾處理，實驗結果表明TOC的平均去除率為18%[40]，與本實驗結果相近。進水有機物濃度較高時，超濾膜相應出水的有機物濃度也會升高。因此超濾膜對有機物濃度的處理效果受進水影響較大。
UV254
圖4.4為超濾過程中，進出水UV254隨時間的變化情況。UV254為254nm波長下水樣的紫外吸光度。UV254反映的是水中具有非飽和鍵的有機物（芳香族化合物）濃度，可作為TOC及THMs前體物的代用參數，與三鹵甲烷前體物有很好的相關性。由圖4.4可以看出，原水UV254為0.156～0.195cm-1，濾后水UV254在0.118～0.148cm-1范圍內，平均去除率將近20%。其去除效果與TOC去除效果相似。
圖4.5為超濾過程中，進出水色度的去除情況。由圖可知，原水色度在8～28度范圍內變化，且原水色度并不穩定，隨過濾時間有上升趨勢，但是膜處理后出水色度基本穩定在5.5度左右。實驗數據表明，色度的平均去除率為46%，說明超濾對污水的深度處理在除色方面有一定的優越性和抗沖擊負荷能力。
圖4.6、4.7是超濾膜對細菌總數和大腸菌群的去除情況.由圖中數據可以看出，西安北石橋污水凈化中心二沉池出水的細菌總數和大腸菌群均達到103數量級，經超濾膜過濾后的水中細菌總數和大腸桿菌數都降低到101數量級，細菌總數和大腸桿菌的去除率均達到了99%，可見，超濾水處理工藝有很好的滅菌效果。
對于內分泌干擾物質（EDCs），我們針對3種典型的酯類：鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）、鄰苯二甲酸二辛酯和鄰苯二甲酸二異辛酯（DOP/DIOP），3種典型的氯酚類：雙酚A（BPA）、2，4-二氯苯酚（DCP）、五氯酚（PCP），和2種雌激素：雌酮（E1）、17β-雌二醇（17β-E2）進行了檢測分析，表4.1為超濾處理水中這些EDCs的平均濃度，并同二級處理水進行了比較。如表4.1所示，在原水中部分EDCs的濃度較高，尤其是增塑劑DBP、DOP/DIOP和雌激素17β-E2。而這些EDCs的濃度在超濾處理水中已有明顯降低，其中DEP未檢出，氯酚類的去除率最高達到了90%，脂類和雌激素也有一定的去處。可以看出，超濾對雌激素污染物質的去除效果比較理想。
選用NaOH（pH=12）、檸檬酸（pH=4）和NaClO（500mg/L）三種不同的化學藥劑對污染膜進行不同時間的清洗，比較膜清洗效果，從而確定最佳清洗劑。圖4.8給出了三種清洗劑在不同清洗時間下的滲透通量。
表4.2列出了三種清洗劑在不同清洗時間下的純水通量恢復系數（純水通量恢復系數=清洗后膜的純水通量/膜的初始純水通量）。
從圖4.8和表4.2可得出：次氯酸鈉（NaClO）是比較有效的清洗劑，清洗時間確定為60min，研究表明，次氯酸鈉清洗膜污染物質的機理在于其較強的氧化性可把粒子從膜表面去除 [41]。
本章小結
以截留分子量1萬Da的聚丙烯腈中空纖維超濾膜組件，對二沉池出水進行了長期中試試驗，可以得到以下結論：
（1）處理過程中，反沖洗對膜通量影響顯著。有反沖時較沒有反沖時通量下降速率大大降低。周期水力反沖和定期的化學反洗是維持膜設備連續運行的必要措施。
（2）試驗期間，原水濁度主要在2NTU左右變動，而出水濁度始終保持在0.2 NTU以下，平均去除率高達90%以上，說明超濾膜除濁效果顯著。
（3）超濾膜對水中有機物的去除效果有限，TOC及UV254平均去除率僅為20%左右，且處理效果受進水有機物的濃度影響較大。
（4）超濾膜對色度的去除效果比較理想，其平均去除率在46%以上。
（5）超濾膜對細菌和大腸菌群有良好的去除效果，去除率均能達到99 %以上。
關鍵詞：防水層；聚脲；基層處理；底層噴涂
中圖分類號：K928.78文獻標識碼：A文章編號：
1．概述
噴涂聚脲防水涂料（俗稱純聚脲）是由異氰酸酯組分（簡稱甲組分）與氨基化合物組分（簡稱乙組分）反應生成的俗稱純聚脲是一種新型的防水層材料。是國際上近十年來為適應環保需求而研制開發的一種新型無溶劑、無污染的產品，已在我國高速鐵路等工程中得到了廣泛的應用，現已了GB/T234.46－2009《噴涂聚脲防水涂料》國家標準。聚脲彈性體防水層彈性好，耐磨性好，耐低溫，性能可調節范圍廣，抗腐蝕性能好，并且施工時固化快。通過本施工技術很好地解決了防水層和粗糙的混凝土基層之間粘結不好，封邊不好等技術難題，大大地增強了橋梁結構的耐久性。廣泛應用于鐵路、公路橋梁、屋面防水、隧道防水以及防水保溫、防水防腐等復合系統工程。
2．基層處理材料
基層處理劑：為專用基層處理劑(環氧聚氨酯類)，起到透油層的作用，增強了基層的抗滲能力。
基層處理底涂：為環氧及聚氨酯兩種材料，具備以下條件：
2.1有良好的抗滲能力；
2.2能封閉混凝土基層的水分、氣孔以及修正基層表面微小缺陷；
2.3能夠與混凝土基層及聚脲圖層有良好的粘接作用；
3．橋面防水層的結構
防護墻內側的防水層是由“底涂+（純）聚脲防水涂料厚1.8mm+脂肪族聚氨酯面層厚≥0.2mm”構成；底座板的防水層是由“底涂+（純）聚脲防水涂料厚≥2mm”構成；防護墻外側的防水層是由“基層處理劑+聚氨酯防水涂料厚≥0.2mm+C40聚丙烯腈纖維混凝土保護層”構成。
4．防水層的施工技術
4.1 橋面基層的處理
處理后的橋面要干燥、清潔、平整，無油污、浮碴、松動、空鼓、浮土、蜂窩麻面和脫模劑；表面強度要滿足設計要求，粗糙度介于CSP對照板中的SP3（輕度）、SP4（中度）之間。
4.2 底涂施工
底涂材料要采用質量合格，無溶劑的底涂材料。在施工前，要對橋面的含水量進行檢測，其含水量不可超過7%。檢測的方法是將1m2的塑料薄膜鋪設于待測基面上，并用膠帶密封四周，待3-4小時后掀開塑料薄膜，觀察待測基層表面及薄膜。若顏色未加或無深水珠，則含水量達到要求，否則，含水量未達到要求。在施工時，若遇雨雪天氣，則要用塑料布提前覆蓋梁面。
在采用修補膩子對梁面修補后，進行底涂施工。
底涂一般采用人工刮涂工藝，邊角輔以刷涂施工。底涂涂料現配現用，嚴格按照使用方法稱重，并采用攪拌器攪拌均勻。
4.3聚脲防水層施工
4.3.1聚脲施工工藝流程圖如下
4.3.2技術培訓
施工前按施工工序對技術人員和作業人員進行技術培訓。使參建人員熟練掌握操作工藝和技巧，掌握技術標準，確保施工正常進行。
4.3.3基層驗收
（1）防水層的基層應平整、清潔。干燥（含水率7%），不得有空鼓、松動、蜂窩麻面、浮渣、浮土、脫模劑和油污，平整度達4m靠尺，尺與基層間隙
（2）梁面的塵土，施工殘留的水泥漿，砂漿及油污等必須徹底清理干凈，基層表面保持干凈，不得有明水。
（3）滿足噴涂聚脲防水工程需要的混凝土基層的含水率不應大于7%。
4.3.4工序交接
在拋丸處理工結束后，混凝土表面不宜外露時間過長，應使后續工序與其緊密銜接，防止二次污染。
4.4脂肪族聚氨酯面層施工
4.4.1脂肪族面層施工前，應先對聚脲防水層表面進行清潔處理，確保聚脲防水層表面無油污、灰塵等其他污染物，并保持聚脲防水層表面干燥。脂肪族彈性面漆為反應型雙組份涂料，使用時應根據現場需要，現配現用，以免涂料膠化報廢。在脂肪族聚氨酯面層施工時，如果與聚脲防水層施工間隔時間超出規定時，應現場做粘結拉拔試驗或采用搭接專用粘結劑做預處理后確定。一般為了保證面層和聚脲防水層之間良好的粘接，第一道脂肪族聚氨酯面層宜在聚脲防水層施工完成后6h內完成。脂肪族聚脲面層施工時以噴涂或者輥涂方式進行施工。邊角溝槽等難以輥涂施工的部位，可輔以手工刷涂。宜兩遍施工，縱橫交錯覆蓋。涂膜施工完畢后，在24h內避免重物碾壓，并覆蓋防塵保溫棚。風力過大時，為了避免物料嚴重污染梁面，應采取必要的防風措施或停止施工。
4.4.2脂肪族聚氨酯面層材料要求見下表。
脂肪族聚氨酯面層性能指標及試驗方法
注：（1）要求所提供的脂肪族聚氨酯面層除了具備以上技術指標外，還要具有良好的施工和復涂性能，與聚脲層以及投入使用后的脂肪族聚氨酯面層表面均具有良好的結合力；（2）面層試驗采用聚脲涂膜為基材，涂膜厚度：1.8±0.2(mm)，面層厚度：200µm。
4.5防護墻外聚氨脂防水層施工
防水層施工前應先對基層面進行驗收，基層應做到無凹凸不平、不起皮、不起砂，確保無尖銳異物、平整。施工可采用金屬鋸齒板將涂料均勻刮涂于基層表面或采用噴涂設備將涂料均勻噴涂于基層表面。涂料固化劑、配制好的涂料應在20分鐘內用完，隨配隨用。為了防止氣泡存于涂膜內，刮涂時應分兩次進行，第一次使用平板在基面上刮涂一層厚度0.2mm左右的涂膜，1-2小時內使用金屬鋸齒板進行第二次刮涂。防水層鋪設施工環境溫度不得低于5℃并且完全干涸后方可澆筑保護層。
4.6聚丙烯腈纖維混凝土施工
在防水層完全固化后方可進行保護層施工。澆筑混凝土保護層時，其施工材料、用具必須輕吊輕放，防止碰損已鋪好的防水層。保護層采用C40細石聚丙烯腈纖維混凝土。保護層縱向每隔4m作一深約保護層厚度、寬約10mm的斷縫。當保護層混凝土強度達到設計強度的50%以上時，用聚氨酯防水涂料將斷縫填滿、填實，在施工過程中注意不得污染梁體及保護層。每立方米混凝土中聚丙烯腈纖維的摻量應符合設計要求，聚丙烯腈纖維的摻量宜為1kg。施工方法：應采用強制攪拌，攪拌時間不少于3min，注意纖維拌和均勻。采用平板振搗器搗實，振搗時間為20秒左右，并無可見空洞為止。混凝土接近初凝時方可進行抹面，抹刀應光滑以免帶出纖維，抹面時不得加水，抹面次數不宜過多。混凝土澆筑完成后，采用土工布覆蓋灑水養護，混凝土灑水次數應能保持表面充分潮濕。當環境相對濕度在60%以上時，自然養護應不少于14d。冬季施工應加入防凍劑。
5．防水層保護措施
為了避免防水層在后續施工工序中受損，在防水層施工后必須采用必要的保護措施。無砟軌道底座板及防護墻施工中，模板拆除、模板支立、鋼筋綁扎等工序注意避免模板角、鋼筋端頭尖銳部位直接碰撞擋水層，同時各種機具輕拿輕放。防護墻與底座板之間通過懸臂吊時，需墊木或鋪砂漿找平。施工完成后需及時清理施工現場，避免施工過程中撒落的雜物和重物擠壓，造成防水層破損。
6．結束語
防水涂層的施工質量影響到鐵路混凝土橋梁的使用效率和耐久性，更重要的是客運的安全性。通過噴涂聚脲彈性涂料防水層的施工，得出防水基層的處理、基層處理劑的配套及涂布、噴涂聚脲前的材料、設備、環境條件準備、噴涂技能是獲得高質量聚脲涂層的保證。
參考文獻：
[1] 徐宏，凌晨．杭州灣大橋水泥混凝土橋梁橋面鋪裝方案設計[J]．《中外公路》．2008.01.
關鍵詞:碳纖維布;加固修復;徹體結構;裂縫試驗;粘結材料
中圖分類號:TU528文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2009)18-0050-02
砌體是用砌筑砂漿將塊材(磚或砌塊)砌在一起而形成的一種承重材料,和混凝土相比,砌體雖有一定的抗壓承載力,但其抗拉、抗剪、抗彎能力均很低。因此砌體結構特別是無筋砌體結構整體性較差,承載力較低,極易在外荷載作用下出現裂縫。因此,做好砌體結構裂縫的加固修復至關重要。碳纖維布加固技術是近些年來興起的一種結構加固方法,因其具有質輕肩強、施工便捷、耐腐蝕性及耐久性好,又不改變結構形狀和不影響建筑外觀等優點,試驗結果表明,該加固技術能有效提高砌體結構的抗震性能,在工程中有廣闊的推廣應用前景。
一、砌體結構的加固應用現狀分析
(一)砌體結構的裂縫類型
砌體結構地基不均勻沉降,導致墻體產生了沉降裂縫;氣溫或環境溫度溫差太大,加之砌體所受的約束的影響,墻體產生溫度裂縫;局部砌體墻、柱承載力不足;墻體錯位、變形引起墻體開裂;由于設計構造不當引起墻體開裂;由于材料質量不良、施工質量低劣而引起墻體開裂;由于房屋改建加層而使原砌體房屋承載力不足;在抗震設防區經抗震鑒定,房屋抗震設計不滿足要求或房屋抗震構造措施不滿足要求;在地震發生后,房屋受損的修復和加固。上述種種裂縫現象,輕則影響砌體結構的功能體現,重則影響砌體結構的壽命,甚至造成嚴重的人身和經濟損失,必須進行裂縫修復加固處理。
(二)常用的砌體結構加固方法
1.水泥灌漿法。水泥灌漿主要用于砌體裂縫的補強加固,常用的灌漿方法有重力灌漿和壓力灌漿兩種。這兩種灌漿加固方法對裂縫進行修補后,其強度均能達到或超過原來砌體強度。
2.擴大砌體截面法。主要用于砌體承載力不足,但砌體尚未壓裂,或僅有輕微裂縫,而且要求擴大截面面積情況。一般的獨立磚柱、磚壁柱、窗間墻和其他承重墻的承載能力不足時,均可采用此法加固。
3.鋼筋網水泥砂漿加固。主要用于墻承載能力不足時的加固,是指把需加固的磚墻表面除去粉刷層后,兩面附設鋼筋網片,然后噴射砂漿(或細石混凝土)的加固方法。
4.增設或擴大扶壁柱。扶壁柱有磚砌和鋼筋混凝土兩種,主要用于提高砌體承載力和穩定性。無論增設磚砌扶壁柱或是鋼筋混凝土扶壁柱,它們與原磚墻的連接都十分重要。
5.增加預應力撐桿。主要用于大梁下砌體承載力嚴重不足時使用。通過增加預應力型鋼支柱,達到對原結構加固的目的。
二、層碳纖維加固修復砌體結構裂縫的技術應用研究
(一)碳纖維和粘結材料的性能
碳纖維即纖維狀碳材料。根據其原料及生產方式的不同,主要分為聚丙烯腈基碳纖維及瀝青基碳纖維。聚丙烯腈基碳纖維是把聚丙烯腈基碳纖維在惰性氣體中高溫加熱所獲得的纖維。瀝青基碳纖維是把煤焦油或石油瀝青抽絲后經高溫燒結而成的纖維。碳纖維產品包括高強度型一聚丙烯腈基碳纖維及高彈性模量型一瀝青基碳纖維。
碳纖維布具有優異的物理性能,主要表現在以下幾個方面:(1)力學性能:高強度、高模量是碳纖維最重要的特性之一;(2)耐腐蝕性:碳纖維耐腐蝕性能非常優越,除強氧化劑外,對一般酸、堿均不起作用;(3)熱性能:碳纖維的熱膨脹系數是各向異性的,垂直于纖維方向的是正值,平行于纖維方向的是負值;(4)耐磨性:碳纖維具有良好的自性能,摩擦系數小,耐磨,塑料中加入碳纖維后,磨損率可降低1000倍。
(二)試驗研究
1.試件設計。本試驗共2片磚砌體,磚的規格為240mm×115mm×53mm,強度MU10;砂漿強度等級分別為M2.5和M5,采用混合砂漿。墻片寬3m,高1.5m,墻厚240mm。碳纖維布厚0.11mm,寬100mm,在磚砌體兩面加固。
2.試驗加載裝置。本試驗在磚砌體頂部施加垂直荷載以模擬上層豎向荷載,在磚砌體頂部施加低周反復水平荷載以模擬地震力。在砌體的上下兩邊都設置了鋼筋混凝土梁,頂梁傳遞水平剪力,并使垂直壓力均勻地傳到砌體上。試驗時,先加豎向荷載,穩壓后啟動液壓伺服作動器施加水平荷載。通過5個油壓千斤頂在頂梁頂面施加豎向軸力,千斤頂由油泵通過溢流閥供油,故能在試驗的全過程保持軸力的穩定。為了使試驗過程中墻移不受豎向荷載的約束,并使墻體上豎向荷載的位置保持不變,在千斤頂與鋼反力大梁之間裝置了輥軸。通過PL-Z630x液壓伺服作動器施加頂部的水復荷載。
3.試驗測量裝置及試驗數據的采集。為了解試件的荷載-變形規律,分析其滯回曲線,本試驗安裝了5個位移計以測量試件變形,分別布置在墻的上部、中部和下部以及頂梁、底梁處。試驗時位移計的讀數、液壓伺服作動器的荷載和位移值由計算機采集,并采用擬靜力試驗程序實時畫出荷載-位移曲線,以監控試驗進程并確定試件的屈服荷載。
4.加載前墻體的破壞形態。在水平荷載小于破壞荷載約60%之前,觀察不出試件表面變化,此時計算機繪制的墻片滯回曲線基本上為直線,表明墻片基本上處于彈性階段,卸載時殘余變形極小,隨著荷載的增加,滯回曲線發生一定的彎曲,并且滯回曲線也逐漸豐滿成為滯回環,此時墻片進入彈塑性狀態。
5.墻體的側向承載能力和極限位移。
從表1可以看出,墻片Y155的極限荷載達到加固前的98.8%,而極限位移比加固前增大了9.86%;由于對墻片X264施加荷載過大,使得墻體破壞較為嚴重,因此墻片Y155的極限荷載較小,但仍達到加固前的74.4%,而且極限位移比加固前增大24.1%。這充分表明,由于碳纖維布的存在,大大增加了墻片的延性。表1同時表明,砂漿強度的提高將提高砌體的抗剪強度,但會降低其變形能力;垂直應力(反映了軸壓比)越大則抗剪強度和剛度越高。
6.加固對整體結構的影響。在對墻體進行加固時,傳統的加固方法往往會使墻體的剛度發生大的改變,使上下層結構的側移剛度產生較大的改變或突變,對砌體結構的抗震不利,而采用碳纖維布加固磚砌體結構,其彈性剛度沒有明顯的改變,不增加結構構件的幾何尺寸,不會使加固的某層結構同其上部結構的側移剛度產生突變,從而避免使原結構水平荷載的分擔情況產生大的影響,不會產生薄弱層或部位轉移問題,這對砌體結構的抗震是很有利的,也是采用碳纖維布加固磚砌體結構的一個顯著優點。目前進行的試驗及分析僅基于單片墻體,其對整體結構的影響可通過進一步的整體結構計算分析或整體模型試驗進行驗證。
三、碳纖維加固技術的優越性
鑒于碳纖維材料及其粘結材料的這些特點,結合試驗結論,不難總結出碳纖維加固施工具有明顯的技術優勢,是一個值得推廣的砌體結構加固技術。
1.質量易保證。由于碳纖維布是柔性的,即使被加固的結構表面不是非常平整,有效粘結率也基本可以達到100 %。而粘貼鋼板則很難達到這種程度,相應的驗收標準也只要求達到70%。此外,碳纖維布粘結后萬一發現有氣泡,也很容易修補,只要將樹脂注射進去即可趕跑空氣。
2.耐腐蝕性及耐久性。碳纖維的化學性質穩定,不與酸、堿、鹽等化學物質發生反應,因而用碳纖維材料加固后的結構構件具有良好的耐腐蝕性及耐久性,解決了其他加固方法所遇到的化學腐蝕問題。
3.不增加構件的自重及體積。碳纖維布質量輕且厚度薄,經加固修補后的構件,基本上不增加原結構的自重及尺寸,也就不會減少建筑物的使用空間。
4.適用面廣。由于碳纖維布是一種柔性材料,而且可以任意地裁剪,所以這種加固技術可廣泛地應用于各種結構類型、各種結構形狀和結構中的各種部位,且不改變結構形狀及不影響結構外觀。同時,對于其他加固方法無法實施的結構和構件,碳纖維加固技術都能解決。
5.便于施工。將碳纖維材料用于加固建筑結構,在施工現場不需要大型的施工機械,占用施工場地少,而且沒有濕作業,因而工效很高。
6.高強高效。由于碳纖維材料優異的物理力學性能,在對建筑結構進行加固補強過程中,可以充分利用其高強度、高模量的特點來提高結構及構件的承載力和延性,改善其受力性能,達到高效加固的目的。
四、結語
針對上述分析可知,采用碳纖維布加固砌體結構是有效的。一方面,用碳纖維布加固磚砌體,可提高其抗剪承載能力,提高墻體的開裂荷載、極限荷載,明顯改善墻體的變形能力,增加墻體的延性,開裂位移也有顯著的提高,是一種行之有效的抗震加固方法。另一方面,采用碳纖維布加固磚砌體結構,不會使結構的側移剛度產生突變,對抗震十分有利。由于本次試驗試件數量有限且對墻片的影響因素考慮較少,故只對試驗結果進行了基礎性處理和定性分析,對砌體結構用碳纖維布進行的抗震加固有待于進一步研究。
參考文獻
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2.材料性能隨浸漬次數增加而優化，浸漬4次的顯氣孔率和吸水率最低，體積密度和熱穩定性最高。
3.用聚氨基甲酸酯浸漬、涂布、包覆或層壓的其他紡織物。
4.利用浸漬技術將膠乳加入紙板中， 可以使紙板具有上述特性。
5.常溫條件下在某浸漬生產線上使用，該磷化液能夠形成合格的磷化膜。
6.詳細介紹了真空浸漬樹脂法制備金相樣品的制備過程。
7.磨粒在尼龍中浸漬而成。
8.浸漬(無論是什么溶劑)使巖石變藍。
9.在潤濕力之外，纖維實際浸漬在液體中時，還要產生一種浮力。
10.用有機先驅體浸漬法制備了CeO2和Er2O3等稀土摻雜的Al2TiO5？ TiO2？ SiO2多相泡沫陶瓷。
11.浸液槽中可加入水分和營養液，對種植繩進行浸漬。
12.固定相通常由多孔聚合體或浸漬過液相的固體擔體構成。
13.我公司是一家專業生產， 服裝襯布和浸漬無紡布公司。
14.本研究之目的在改良柿果傳統之石灰水浸漬脫澀處理方法。
15.用浸漬涂膜技術成功制備了一種耐有機溶劑的PVA涂膜手套。
16.提取葡萄汁應當迅速，避免氧化和浸漬。
17.在理想的釀酒世界中， 十有八九都愿意采用延長冷浸漬時間的作法。
18.用其他材料浸漬 、 涂布或包覆的紡織物; 已繪制畫布 ( 如， 舞臺布景等 )
19.令人回味起糖漬草莓和浸漬果香。
20.采用熔體浸漬工藝制備長玻纖增強PA6復合材料。
21.通過浸漬 ——— 干燥———焙燒法制備預載鑭氧化物稀土吸附劑，探討了該吸附劑對水中磷的吸附性能。
22.任何值得回憶的果實，無不浸漬著痛苦和失落的血淚。
23.在預水洗區之后， 織物浸漬以煮練劑和漂白劑。
24.對浸漬式和噴霧式液氮冰淇淋快速凍結裝置，和液氮凍結技術及裝置進行了的介紹。
25.主要介紹了奇士增韌劑對YJ型環氧樹脂浸漬膠的增韌改性。
26.乙醇 - 水溶液體系 電化學 浸漬具有很高的實用價值。
27.介紹了電力電容器用浸漬灌封蠟的研制過程。
28.方法分別用浸漬法和點滴法測定淡色庫蚊和家蠅的抗藥性。
29.目的:優化甲醛浸漬法制備腸溶軟膠囊的制備條件。
30.織物要先進行水洗，然后用淡硫酸浸漬。
31.采用浸漬法在煤基炭管上制備出聚丙烯腈基復合炭膜，考察了成膜條件對聚丙烯腈基炭膜的性能的影響。
32.不能用于酸 、 堿、溶劑的浸漬環境下。
33.在極耳被浸漬到鑄焊機的熱鉛液中之前，極耳應是干燥的。
34.但升高溫度和提高浸漬壓力對浸漬過程的影響相對較小。
35.動，靜環材料: 浸漬樹脂 ( 金屬 ) 石墨， 碳化硅， 硬質合金等。
36.用氨水或氨的化合物浸漬物質。
37.CNI經過化學鎳浸漬，并涂敷聚四氟乙烯。
38.不能將環氧富鋅涂層直接浸漬在強酸或強堿環境下。
39.分析原材料、熱壓工藝對浸漬膠膜紙飾面 人造板 質量的影響，介紹飾面人造板常見質量缺陷產生原因及解決辦法。
40.本文系統地介紹了纖維增強 熱塑性 復合材料的預浸漬技術。
41.采用有機泡沫前驅體浸漬工藝制備氧化鋁泡沫陶瓷。
42.方法采用浸漬法和藥浴法。
43.現在大部分精裝書都選用樹脂浸漬過的花紋紙作環襯紙。
44.討論了固相析出法制備負載型催化劑高分散和高熱穩定性的優點，并與浸漬法制備的負載型金屬催化劑的活性、穩定性和抗積碳性進行了比較。
45.磁力泵滑動軸承的材料有浸漬石墨 、 填充聚四氟乙烯、工程瓷陶等。
46.可回收的總二氧化硫(totalSO_2)量約為木片浸漬液中原加入總二氧化硫量的76%。
47.本文系統地介紹了纖維增強熱塑性復合材料的預浸漬技術。
48.傳統的聚氨脂泡沫角錐吸收體由于在浸漬和烘干方面存在困難，因而不易制作。
49.用浸漬涂膜技術成功制備了一種耐有機溶劑的PVA涂 膜手套。
50.目的: 優化甲醛浸漬法制備腸溶軟膠囊的制備條件。
51.然而， 整個成形過程集液態金屬浸漬 、 固和塑性變形為一體，成形過程十分復雜。
52.在腎實質， 包括兩個葉片鮑曼的膠囊， 被刪除的浸漬。
53.RH浸漬管的粘渣問題是影響煉鋼生產效率提高的主要因素之一。
54.研究表明家畜漚肥浸漬液對青椒枯萎病具有顯著防治效果，其中豬糞漚肥浸漬液在溫室盆栽的防治效果為88。
55.防腐蝕的油脂作用于金屬表面的保護，適用于涂抹， 浸漬和噴灑。
56.這類地毯不容易弄臟， 因為是用特殊化學品浸漬過的。
57.酸浸漬中用的酸有硫酸。
58.采用浸漬沉積法制得鈦改性硅膠塊體吸附劑。
