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《浙江工业大学》 2011年
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纤维对地聚合物抗压强度的影响及机理分析

黄彩菊  
【摘要】:地聚合物是一种新型的无机聚合物,其分子链由Si、O、Al等以共价键连接而成,具有类沸石的笼状立体结构。地聚合物同时具备有机高分子的键接结构和无机物的特点,具有强度高、抗渗性好、抗酸碱性好、能长期经受辐射及水作用而不老化等优点,尤其是地聚合物的耐久性是硅酸盐水泥所无法比拟的。而且地聚合物的合成工艺所需能耗及CO2排放量远比水泥生产低,是一种绿色环保型材料。 近年来,国际上还对地聚合物作为复合材料、修补材料、建筑材料等方面展开了大量的研究。由于铝硅酸盐聚合物材料具有相对较低的强度和韧性,这严重限制了其在需要一定承载能力、要求可靠性高的高技术材料领域的广泛应用,而纤维因其具有弹性模量大,受力时形变小,强度高等优点,使得纤维成为一种新型的地聚合物增韧材料。 基于纤维能改善地聚合物的抗折强度前提下,本课题研究了纤维含量分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%的木质素纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和碳纤维对地聚合物的抗压强度的影响,分析不同含量不同种类纤维对地聚合物的增强增韧作用。结果表明:纤维最佳添加量为0.2%,且添加木质素纤维、聚酯纤维、聚丙烯腈纤维和碳纤维后地聚合物的抗压强度和抗折强度均高于纯地聚合物,证实了纤维的增强增韧作用。在这四种纤维地聚合物的比较中可以看出,聚酯纤维和聚丙烯腈纤维地聚合物早期强度较高;木质素纤维地聚合物后期强度高,耐久性好;而碳纤维地聚合物强度高且稳定。 通过对纤维地聚合物进行X射线衍射(XRD)分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)分析和热重-差热(TG-DTA)分析,研究纤维地聚合物的微观结构,并推断纤维对地聚合物的韧化机理。分析结果显示纯地聚合物和纤维地聚合物都是一种由Si,O,Al化合而成的无定形至半晶态物质。纤维的加入,不但没有破坏地聚合物原来的网络结构,也没有新的物相生成,而且减少了地聚合物中原有的自由水含量,使得地聚合物结构更加密实,从而证实纤维的加入有利于增强地聚合物的强度。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB321

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【参考文献】
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