PLA预形纱的制备与优化-论文.pdf

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1、生物复合材料用亚麻／PLA预形纱的制备与优化H．Kaur，D．Das印度理．Y--学院(印度)S．Ramaswamy，B．Aslam，T．Gries亚琛工业大学(德国)材料切成38mm的长度；接着，切摘要：由可再生资源生产的生物复合材料是合成纤维增强塑料复合材料的潜在替代断纤维按照PLA纤维：亚麻=品，其中的可再生资源由天然纤维增强生物聚合物组成。对用于生物复合材57：43(质量比)的比例，用气流成料的亚麻／PLA预形纱的研发进行了论述。采用Box—Behnken试验设计和响网机进行自由混合；混合后的纤维应面分析法研究了纺

2、纱工艺参数对纱线拉伸强度的影响。根据转杯纺工艺参喂入MDTA3快速试纺仪(微尘和数所得的表达式可用于预测纱线的拉伸强度，且预测结果与试验结果基本保杂质分析仪)，制得干净的条子；最持一致。后，用转杯纺纱机加工条子得到纱关键词：亚彬PLA预形纱，Box—Behnken设计，响应面法，转杯纺，工艺参数，拉伸强度线。为优化转杯纺纱工艺参数的在过去的几十年里，纤维增强的纤维增强塑料复合材料，使其具关键因素——转杯转速、牵伸倍数塑料复合材料已成功应用于各领有完全可降解性或可再生性的研和捻度，试验针对每个参数选择了域，如飞机、船舶、汽车

3、，以及民用究已得到持续的关注。本试验尝3个水平(表1)。利用这3个因子基础设施中的建筑物和桥梁等。试制得一系列亚麻／PLA转杯纺预3和每个因子的3个水平，结合3然而，由于纤维增强塑料复合材料形纱，并通过优化转杯纺纱工艺参的Box．Behnken试验设计，准备了的力学性能较差，所以它在结构领数提高纱线拉伸强力。15根纱样(图1)。域的应用较少。再者，纤维增强塑料复合材料无论采用何种机械或1纱线制备2纱线测试热处理的方法都较难实现回收，因此，该类复合材料的回收处理成为原料为亚麻(比NB,3Procotex根据DINENISO2

4、062标准，当前世界的主要问题。为解决该公司)和PLA纤问题，生物可降解复合材料应运而维(比利时生，这类材料由可再生资源制成，Centexbel公司)。即采用天然纤维制得可生物降解首先，利用纤维的增强型聚合物。有关替代现有切断机将这些表1编码对应的实际参数值图1Box．Behnken试验设计国际纺织导报2014年第1期39—■■■■■■■●●—■■■■—■■■■■一圻缔■■■■■●——■■■■■■■■■■——l_●-_，使用Statimat4U强力仪测试纱线Y。=2．680—0．120x。一0．210x2一可以进一步观察到

5、，转杯转速和捻的拉伸强力。测量长度为500rain，0．087x，一0．055x：戈，+度对纱线拉伸强度的影响呈二次拉伸速度为500mm／min，纱线初0．340x；一0．350x；(1)曲线变化。转杯转速的影响曲线始张力设定为0．50cN／tex。另式中：Y．——纱线强度，eN／tex；为凹面，而捻度的影响曲线为凸外，为计算纱线的拉伸强度，先按z．——转杯转速，r／min；面。牵伸倍数对纱线拉伸强度的照DINENISO2060标准采用绞纱z：——牵伸倍数，倍；影响呈线性作用。图2为牵伸倍法测量纱线的线密度。z，——捻度，

6、捻／m。数和捻度对纱线拉伸强度影响的由式(1)可知，转杯纱的拉伸等高线图，图中纱线拉伸强度随牵3测试结果与分析强度随着3个变量的增加而降低。伸作用的增强而降低。转杯转速增加使得高张力的纱线另外有研究发现，纱线拉伸强3．1纱线拉伸强度在阻捻盘处受到机械破坏，导致纱度总是随纱线线密度的增加而增测得的纱线拉伸强度平均值线拉伸强度降低；牵伸倍数增加使大，降低牵伸倍数会使得纱线横截见表2。从表2可以看出，转杯转纱条更细，导致纱线横截面中纤维面中纤维数量增加。还有研究发速最低、牵伸倍速最／J、和捻度中等减少，最终导致了较差的纤维并现，

7、在捻度增加的初始阶段，纱线的条件下，生产的纱线的拉伸强度合，对纱线拉伸强度产生消极影拉伸强度会因纱线内聚力增大而最大；而当转杯转速中等、牵伸倍响；捻度增加使得纤维从纱线轴向增大，但经过一段时间后，纱线拉数最大和捻度最大时，生产的纱线移开，纤维对纱线轴向的作用减伸强度则因纤维倾角的变化而下的拉伸强度最小。小，从而影响纱线拉伸强度。降。图2中，在较低和较高的捻度3．2纱线拉伸强度分析另外，牵伸倍数和捻度的相互水平时，纱线拉伸强度随牵伸倍数建立如下响应面等式，以预测作用也使得纱线拉伸强度降低。的增大而降低。因此，中等捻度水纱线的

8、拉伸强度：表2纱线拉伸强度测试值图2牵伸倍数和捻度相互作用下的纱线拉伸强度等高线图表3工艺参数比较国际纺织导报2014年第1期—■■■■■■■■■■■■■■—■——■I绗坶■●■■■■■■—■■●■■●—■■—■I_●一平最合适，此时即使在不同的牵伸实际的工艺参数、拉伸强度值归纳工艺参数(即转杯转速、牵