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新疆理化所等正在玄武岩纤维专用浸润剂探讨周

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  作为国家在科学技术方面的最高学术机构和全国自然科学与高新技术的综合研究与发展中心,建院以来,中国科学院时刻牢记使命,与科学共进,与祖国同行,以国家富强、人民幸福为己任,人才辈出,硕果累累,为我国科技进步、经济社会发展和国家安全做出了不可替代的重要贡献。/ 更多简介 +

  中国科学技术大学(简称“中科大”)于1958年由中国科学院创建于北京,1970年学校迁至安徽省合肥市。中科大坚持“全院办校、所系结合”的办学方针,是一所以前沿科学和高新技术为主、兼有特色管理与人文学科的研究型大学。

  中国科学院大学(简称“国科大”)始建于1978年,其前身为中国科学院研究生院,2012年更名为中国科学院大学。国科大实行“科教融合”的办学体制,与中国科学院直属研究机构在管理体制、师资队伍、培养体系、科研工作等方面共有、共治、共享、共赢,是一所以研究生教育为主的独具特色的研究型大学。

  上海科技大学(简称“上科大”),由上海市人民政府与中国科学院共同举办、共同建设,2013年经教育部正式批准。上科大秉持“服务国家发展战略,培养创新创业人才”的办学方针,实现科技与教育、科教与产业、科教与创业的融合,是一所小规模、高水平、国际化的研究型、创新型大学。

  玄武岩纤维是一种以玄武岩矿石为原料,通过熔融、拉丝和涂覆浸润剂后制成的高性能纤维材料。浸润剂是玄武岩纤维生产中必不可少的材料,其主要作用是促进纤维的集束性以减少散丝和断丝、防止纤维表面静电积累、改善纤维与不同基体(包括水泥、高分子等)之间的相互作用。国内玄武岩纤维厂家使用的浸润剂多源于玻璃纤维浸润剂配方,缺乏浸润剂类型和组成对纤维力学性能、成丝性等参数的系统指导。

  针对上述不足,中国科学院新疆理化技术研究所与贵州中科玄武岩纤维材料创新孵化研究院有限公司合作,开展功能型玄武岩纤维专用浸润剂的研发和示范应用研究。团队成员针对目前国内玄武岩纤维用浸润剂配方单一、性能不稳定、成膜性差等不足,采用优化的田口方法(Taguchi Method)并结合浸润剂中各组分间物理、化学作用机理,设计开发出具有多功能性质的浸润剂;系统研究了浸润剂的表面性质、在纤维表面的扩展以及二者之间的粘附行为,明确了不同条件下浸润剂的成膜性、粘度、分散稳定性、水溶性、表面能等关键控制因素;采用定制的纤维上浆线对玄武岩纤维进行浸润剂涂覆,并通过比较涂覆浸润剂前后单丝和束纤维性能的变化,评价了不同浸润剂对纤维力学、电学等宏观性能的提升效果。

  在此研究基础上,项目研发团队与贵州石鑫玄武岩纤维有限公司合作,利用该公司玄武岩纤维拉丝装置,开展浸润剂涂覆纤维的现场实验,在优化实验室6个配方的基础上完成了玄武岩纤维的批量涂覆,并对所得纤维的性能进行了测试。研究结果表明:研究团队开发的XJIPC-2#浸润剂可有效提高玄武岩纤维的力学性能:可使直径17微米的玄武岩纤维单丝强度提升30%、丝束拉伸强度提升235%。该成果为企业通过科技手段提升产品性能提供了技术支撑,也有力助推了中科院的科技扶贫工作。

  相关科研成果已申请国家专利5项,项目负责人马鹏程应邀于10月16至18日在南京/衡水举办的“第一届国际玄武岩纤维及复合材料大会”上作邀请报告,介绍了科研团队在玄武岩纤维及其浸润剂研究领域的最新成果。

新疆理化所等正在玄武岩纤维专用浸润剂探讨周

  玄武岩纤维是一种以玄武岩矿石为原料,通过熔融、拉丝和涂覆浸润剂后制成的高性能纤维材料。浸润剂是玄武岩纤维生产中必不可少的材料,其主要作用是促进纤维的集束性以减少散丝和断丝、防止纤维表面静电积累、改善纤维与不同基体(包括水泥、高分子等)之间的相互作用。国内玄武岩纤维厂家使用的浸润剂多源于玻璃纤维浸润剂配方,缺乏浸润剂类型和组成对纤维力学性能、成丝性等参数的系统指导。

  针对上述不足,中国科学院新疆理化技术研究所与贵州中科玄武岩纤维材料创新孵化研究院有限公司合作,开展功能型玄武岩纤维专用浸润剂的研发和示范应用研究。团队成员针对目前国内玄武岩纤维用浸润剂配方单一、性能不稳定、成膜性差等不足,采用优化的田口方法(Taguchi Method)并结合浸润剂中各组分间物理、化学作用机理,设计开发出具有多功能性质的浸润剂;系统研究了浸润剂的表面性质、在纤维表面的扩展以及二者之间的粘附行为,明确了不同条件下浸润剂的成膜性、粘度、分散稳定性、水溶性、表面能等关键控制因素;采用定制的纤维上浆线对玄武岩纤维进行浸润剂涂覆,并通过比较涂覆浸润剂前后单丝和束纤维性能的变化,评价了不同浸润剂对纤维力学、电学等宏观性能的提升效果。

  在此研究基础上,项目研发团队与贵州石鑫玄武岩纤维有限公司合作,利用该公司玄武岩纤维拉丝装置,开展浸润剂涂覆纤维的现场实验,在优化实验室6个配方的基础上完成了玄武岩纤维的批量涂覆,并对所得纤维的性能进行了测试。研究结果表明:研究团队开发的XJIPC-2#浸润剂可有效提高玄武岩纤维的力学性能:可使直径17微米的玄武岩纤维单丝强度提升30%、丝束拉伸强度提升235%。该成果为企业通过科技手段提升产品性能提供了技术支撑,也有力助推了中科院的科技扶贫工作。

  相关科研成果已申请国家专利5项,项目负责人马鹏程应邀于10月16至18日在南京/衡水举办的“第一届国际玄武岩纤维及复合材料大会”上作邀请报告,介绍了科研团队在玄武岩纤维及其浸润剂研究领域的最新成果。

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