聚丙烯晴纤维
聚丙烯腈纤维电纺丝
摘要聚丙烯腈是一种性能优异、应用广泛的成纤聚合物,聚丙烯腈基碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀的优良性能,广泛应用于化工、机械、造船等方面。通过Fick 定律建立了纺丝液溶剂扩散的数学模型,得出了溶剂沿纤维原丝的径向分布,讨论了各种因素对溶剂质量分数分布的影响。静电纺丝技术则可用于制备聚丙烯腈纳米纤维,通过表面仿生修饰、碳纳米管填充等方法改性的聚丙烯腈电纺纤维被尝试作为酶固定化的载体材料,在显著提高载酶量的同时,能大幅度提高酶活性。糖基功能化的纳米纤维对特定的蛋白质具有较高的识别效率,可望用于蛋白质的分离与纯化。卟啉化的聚丙烯腈电纺纤维则在显示出荧光特性的同时,在催化、传感等方面具有潜在的应用前景。
关键词聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维酶固定化糖基化
PAN electrospinning
Abstract：PAN is a kind of high-performance, widely used fiber-forming polymers, polyacrylonitrile-based carbon fiber with high strength, high modulus, high temperature resistance, excellent corrosion properties, are widely used in chemical industry, machinery, shipbuilding and so on. By Fick's law established a spinning liquid solvent diffusion mathematical model to arrive along the fiber precursor solvent radial distribution discussed a variety of factors on the solvent mass fraction distribution.Electrospinning technology can be used to prepare polyacrylonitrile nanofibers through the bionic surface modification methods such as carbon nanotubes filled with modified polyacrylonitrile electrospun fiber has been tried as an enzyme immobilization carrier material, significantly increased the amount of enzyme contained in at the same time, can greatly enhance the activity. Functional glycosylation of nano-fiber on a specific identification of proteins with high efficiency,9 could be used for protein separation and purification. Porphyrin-oriented polyacrylonitrile electrospun fiber shows fluorescence in the same time, in catalysis, sensing have potential application prospects.
Key words :PAN diffusion dry-jet wet-spinning
前言
聚丙烯腈(PAN) 是一类通用聚合物材料,其成纤性好、耐一般溶剂、不易水解、抗氧化、化学稳定,并具有优异的耐细菌侵蚀性。利用静电纺丝技术,可以简单方便地制备PAN 纳米纤维。PAN 纳米纤维无序堆积所形成的纳米纤维膜,则具有极高的比表面积和孔隙率,同时具有较好的机械强度,其纤维形态还能通过制备条件来调控。这些特征使得该材料在生物工程、复合材料、过滤分离、传感器及光电器件等领域显示出潜在应用前景。本课题组以PAN 为基体材料,通过共聚和接枝等方法将功能性基团引入到电纺纤维表面,对PAN 纳米纤维的功能化及其应用进行了较为系统的研究,特别探讨了这些功能材料在酶固定化、分子识别以及分子催化等领域的应用前景。
基于酶固定化的生物功能PAN 电纺纤维
与传统的化学催化剂相比,酶具有催化效率高、专一性强、反应条件温和、无污染等优点。但是酶分子的高级结构对环境十分敏感,对热、强酸、强碱、有机溶剂等不够稳定;而且,从反应体系中回收自由酶较为困难,一方面增加了成本,另一方面也使得产物提纯更加复杂。酶的固定化能在一定程度上解决上述问题,其中载体材料对固定化酶的活性和稳定性有重要影响。静电纺丝法制备的纳米纤维膜拥有极大的比表面积和孔隙率,有利于提高固定化酶的
载酶量,降低底物和产物的传质阻力,从而提高固定化酶的活性,是一种良好的酶固定化载体材料。酶的固定化方法包括物理吸附法和共价结合法等,它们各有优点。物理吸附法固定化酶操作简单,固定化酶高级结构受到的影响较小,但其稳定性及重复使用性较差。共价结合法能有效提高固定化酶的稳定性与重复使用性,但需要在载体材料表面引入反应性基团,如羟基、羧基和氨基。聚丙烯腈本身并不具有直接参与化学固定化的活性位点,因此我们首先通过丙烯腈与带有羧基的单体(如丙烯酸、马来酸酐等) 共聚或部分水解聚丙烯腈的方法在载体材料表面引入羧基,进而在12乙基2(32二甲基氨基丙基) 碳化二亚胺(EDC) 辅助下经羧基与酶蛋白上氨基的缩合反应将酶共价固定于电纺纤维膜表面。
基于糖基化的亲和功能PAN 电纺纤维
糖类是多羟基醛或者多羟基酮类化合物的总称,广泛分布于有机体中。糖的识别作用与生命活动息息相关,许多至关重要的生理过程如受精、免疫应答、细胞生长增殖和分化等都需通过糖和蛋白质的特异性识别作用来完成。尽管糖与蛋白质的相互作用十分重要,但单一的糖基与蛋白质的亲和力非常低(结合常数K a = 10 - 3～10 - 4M- 1 ) 。生物体内蛋白质与糖的相互作用通常是多个糖基协同作用的结果,这种作用不仅增加它们之间的结合强度, 还大大提高了结合的特异性, 产生所谓的“多价键合作用”或“簇集效应”。采用不同的化学反应途径将糖基引入到聚合物分子链中,通过空间上糖基的聚集即可实现对蛋白质特异性识别作用的加强。将含糖聚合物制备成电纺纤维,得到糖基化的纳米纤维,我们形象地称之为糖棒。作者认为其高比表面积和纳米尺度能够进一步提高糖基与蛋白质的特异性识别作用,同时通过改变聚合物组成、纺丝条件等调控纤维表面的糖基含量,可以达到糖基与蛋白质相互作用可控的目的。
基于卟啉化的催化功能PAN 电纺纤维膜
卟啉是一类特殊大环共轭芳香体系,是叶绿素、血红蛋白、维生素B12及一些生物酶的重要组成部分,在生命现象中起着十分重要的生理功能。卟啉化合物的多齿配位作用及其大环结构,使之具有独特的电子缓冲性、光电磁性、自组装及催化特性,因此在光信息存储、分子识别、光导体、催化剂、抗癌药物、显色剂等方面都有潜在应用前景[18 ,19 ] 。作者通过乙烯基卟啉P丙烯腈共聚得到含卟啉的共聚物,利用静电纺丝技术首次将高分子负载的卟啉制备成纳米纤维[20 ,21 ] ,并通过荧光显微镜对这种自发光材料的形貌进行表征(见图8) 。这种卟啉化的纳米纤维应用于催化领域,能够在较大程度上降低底物扩散阻力,提高催化效率和重复使用性,同时还能够通过调控载体性质,改善催化选择性。
其它功能化PAN 电纺纤维膜
聚乙烯基吡咯烷酮(PVP) 无臭、无味、低毒,可溶于水,具有优良的生理惰性和生物相容性。通过水相沉淀聚合法合成了丙烯腈P乙烯基吡咯烷酮共聚物(PANCNVP) ,并研究了该共聚物的吸水性和细胞粘附性,证实NVP 组分能够显著提高聚丙烯腈材料的亲水性和生物相容性。同时,该共聚物的纳米纤维具有独特的血小板粘附现象。血小板容易在纤维表面聚集,且沿着纤维方向取向粘附,粘附行为在一定条件下与纤维或基底材料的化学组成无关。
前景与展望
通过静电纺丝技术制备了一系列基于聚丙烯腈的纳米纤维,采用物理和化学手段调控了电纺纤维的物理化学微结构,并初步研究了电纺纤维的功能化及其在生物催化和生物识别等领域的应用。电纺纤维极大的比表面积与孔隙率赋予了它较高的催化与识别效率,表面仿生修饰则可进一步提高固定化酶的保留活性。但电纺纤维作为一种微纳尺度材料,其与酶、细胞等活性物质之间的相互作用机理尚不清楚,有待进一步研究。
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聚丙烯纤维研究现状
纤维混凝土是一种新型的复合材料，是当代混凝土改性研究的一个重要领域，近年来，以钢纤维、合成纤维、碳纤维及玻璃纤维为代表的纤维，在混凝土中应用得到了迅速的发展，纤维混凝土是继钢筋混凝土、预应力混凝土之后的又一次重大突破。由于纤维和混凝土的共同作用，使混凝土具有一系列优越的性能，因而受到国内外工程界的极大关注和青睐，并广泛应用于各工程领域。 一、纤维在混凝土中的作用在混凝土中掺入短而细且均匀分布的纤维后，明显具有阻裂、增强和增韧的效果。纤维与水泥基材料复合的主要目的在于克服后者的弱点，以延长其使用寿命，扩大其应用领域。纤维在混凝土中主要起着以下三方面的作用： 1.阻裂作用纤维可阻碍混凝土中微裂缝的产生与扩展，这种阻裂作用既存在于混凝土的未硬化的塑性阶段，也存在于混凝土的硬化阶段。水泥基体在浇注后的24小时内抗拉强度低，若处于约束状态，当其所含水分急剧蒸发时，极易生成大量裂缝，此时，均匀分布于混凝土中的纤维可承受因塑性收缩引起的拉应力，从而阻止或减少裂缝的生成。混凝土硬化后，若仍处于约束状态，因周围环境温度与湿度的变化，而使干缩引起的拉应力超过其抗拉强度时，也极易生成大量裂缝，在此情况下纤维仍可阻止或减少裂缝的生成。 2.增强作用混凝土不仅抗拉强度低，而且因存在内部缺陷而往往难于保证。当混凝土中加入适当的纤维后，可使混凝土的抗拉强度、弯拉强度、抗剪强度及疲劳强度等有一定的提高。 3.增韧作用纤维混凝土在荷载作用下，即使混凝土发生开裂，纤维还可横跨裂缝承受拉应力，并可使混凝土具有良好的韧性。韧性是表征材料抵抗变形性能的重要指标，一般用混凝土的荷载——挠度曲线或拉应力——应变曲线下的面积来表示。另外，还可提高和改善混凝土的抗冻性、抗渗性以及耐久性等性能。 应该强调的是纤维混凝土中纤维的作用，并非所有纤维都能同时起到以上三方面的作用，有时只起到其中两方面或单一方面的作用，这与纤维品种、纤维性能、纤维与混凝土界面间的黏结状况以及基体混凝土的类别和强度等级等因素密切相关。 二、纤维的分类和性能 1.纤维的分类 纤维可以按照不同的原则进行分类。从工程实用观点考虑，可按纤维的材质、弹性模量以及长度分类，见表1. 表1 纤维分类表 分类原则类别
聚丙烯纤维的发展特性与生产工艺
聚丙烯纤维的发展:特性与生产工艺 B.Schmenk等著 刘越译 李理校 1定义 根据10.88版DIN 60001第3部分,聚丙烯(polypropylene)纤维属于聚烯烃(poyolefin)纤维一类。聚丙烯适合于纤维纺制是由于丙烯特殊的部位及有规立构聚合作用而成为线性大分子。按照8.91版DIN 60001第4部分以及87版ISO104321标准,聚丙烯的标记符号为PP。 2发明及发展 乙烯,作为聚烯烃的代表,很久以来人们一直认为是难于聚合的,而且只有在高压才可实现聚合。1953年,Karl Ziegler开发出一种在低温常压下借助金属催化剂的转变实现乙烯聚合的方法。与游离基聚合、具有大量分支的高压聚乙烯相比,该法所生产聚乙烯具有高结晶度,类似于聚酰胺。这一发现奠定了聚乙烯聚合的基础。那时,GiulioNatta,当时的米兰工业化学聚合技术研究院的负责人,借助于所谓的Ziegler催化剂成功地进行了α2烯烃和苯乙烯的聚合。最初的全同聚丙烯实验室规模的生产开始于1954年初。不久G.Natta就能解释结晶聚丙烯的结晶结构及其立体结构,而且还引入了“等规”(isotactic)“、无规”(atactic)以及“间规”(syndiotactic)等术语。他成功地证实了从溶剂中萃取出的不溶物碎块主要是全同结构物质,适合于高强度长丝的生产。这种全同结构决定了它对应于好的结晶能力,亦即相应于好的 物理性质。通过挤出以及其后的牵伸所纺制的单丝的截面强度为750 N/mm2。1963年,Giulio Natta和Karl Ziegler因为他们所做的工作而荣获诺贝尔奖。Montecatini早在1957年就开始了聚丙烯的工业化生产。聚丙烯纤维的工业化生产最早是由意大利企业Chimiche公司(意大利Terni)开始的,商标名为Meraklon,该纤维被推向市场之后不久,从那时起,这种新的纤维开始与其他的工业化化学纤维(聚酯、聚酰胺及聚丙烯腈)一道出现在人们面前。由于下述两个原因,这一新型纤维更快的发展受到阻碍:
聚丙烯纤维混凝土的防水性能及应用
聚丙烯纤维混凝土的防水性能及应用 来源：中国论文下载中心[ 06-03-19 08:51:00 ] 作者：龙飞编辑：studa9ngns 摘要：通过分析聚丙烯纤维混凝土的防水机理，说明在混凝土中掺加适量的聚丙烯纤维能有效地提高混凝土材料的抗裂防渗性能。文中还介绍了聚丙烯纤维混凝土在各类防水工程中的应用实例。 关键词：建筑材料纤维混凝土结构防水 1 引言 现代高新混凝土工程中，混凝土的应用向着高强度、大流动度方向发展。随着混凝土强度和坍落度的提高，水泥的和用量不断增加，由此带来的副作用是水化热加剧，混凝土的凝固收缩量加大，收缩应力增大，裂缝数量增多。此外，随着建筑构件向大体积、大面积、形状复杂多样的方向发展，向地下空间的发展，混凝土内的应力大而复杂，裂缝的出现亦较以往多得多。因此，从混凝土防水的角度看，除了注重混凝土抗渗性（密实度）外，更注意由于混凝土抗裂性不足而引起的渗漏，特别是高标号的混凝土。 近年来，国外发展了应用微纤维混凝土进行抗裂防水的新技术。美国于90年代初研制出微纤维混凝土，在随后的几年中得到迅速的发展，其中应用最多的是聚丙烯纤维混凝土。如今，在美国新建筑物中的地下室和屋面混凝土中大多采用了聚丙烯纤维混凝土，国内亦开始在防水工程中得到成功应用。本文主要以美国希尔兄弟化工公司生产的聚丙烯纤维为例，介绍聚丙烯纤维混凝土的防水性能及其工程应用。 2 聚丙烯纤维混凝土的防水性及机理 2．1 聚丙烯纤维的物理性能 聚丙烯纤维的物理性能如下： 材料聚丙烯耐酸碱性极高 相对密度0.91 安全性无毒材料 熔点165℃拉伸极限15％ 燃点593℃抗拉强度275MPa 含湿量＜0.1% 弹性模量3793Mpa 吸水性无导热低 细度0.048mm 2．2 聚丙烯纤维混凝土的防水机理
聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用
聚丙烯纤维混凝土性能的研究和应用 摘要：聚丙烯纤维以其良好技术经济性能，在水泥基材料中得到日益广泛的应用。本文系统介绍了用于改善混凝土缺陷的聚丙烯纤维的特点及主要性能，对聚丙烯纤维对混凝土各种性能的影响以及目前国内的研究概况作了详细的分析和综述。 关键词：聚丙烯纤维；纤维增强混凝土；力学性能；抗渗性；抗裂性 RESEARCH AND APPLIANCE ON THE CAPABILITY OF POLYPROPYLENE FIBRE CONCRETE WANG LONG CHEN LIANG LIU RENGGUAGN (1.QINGDAO TECHNOLOGICAL UNIVERSITY,https://www.wendangku.net/doc/bb14218348.html,IYANG AGRICULTURAL COLLEGE) Abstract:Polypropylene fibre have good technical and oecumenical capability ,which makes it possible to be widely used in cement.The paper introduces the specialty and capability of polypropylene fibre, and analyzes general situation of influence on concrete of polypropylene fibre. Key words: polypropylene fibre, concrete, mechanical capability, barrier property , crack resistance 前言 混凝土的发展已有100多年的历史，以其可以就地取材，易于成型、成本低廉、适用性强等诸多优点，被广泛地应用于土建工程，是当前最大宗的人造材料。但作为多孔材料，混凝土也有脆性大、抗拉强度低、抗冲击能力差、易开裂等缺点。从混凝土应用的历史来看，实际工程中大量的钢筋混凝土结构由于混凝土的耐久性不足导致建筑物破坏甚至不能使用。国内外大量资料表明，由此而造成的经济损失是非常巨大的[1]。 混凝土的耐久性，是指混凝土在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。混凝土抗拉强度低、易开裂的缺点是导致其耐久性降低的一个重要因素。为了提高水泥基材料的耐久性，长期以来研究人员不断研究减少材料中微裂纹的产生及阻止裂缝的发展，包括提高其抗拉性能，增强韧性和延性的各种方法和途径。纤维混凝土技术的应用和开发就较好地改善了混凝土的这些缺点，而聚丙烯纤维是目前建筑市场上应用最为广泛的一种合成纤维。 1 聚丙烯纤维 聚丙烯纤维是以丙烯单体在一定条件下聚合而成的结构规整的结晶型聚合物，属于合成纤维的一种，它的商品名是丙纶。基本特性是:乳白色、无味、无溴、无毒、质轻、不吸湿、不溶于水、耐腐蚀、抗拉强度高。 20世纪60年代中期人们开始研究用合成纤维作水泥砂浆增强材料的可能性，发现尼龙、聚丙烯、聚乙烯等纤维有助于提高砂浆的抗冲击性。随后合成纤维混凝土技术快速发展。Zollo[2]等的实验结果表明，若在混凝土中掺加体积率为0.1-0.3%的聚丙烯纤维时，可使混凝土的塑性收缩减少12-25%。由于聚丙烯纤维生产原料比较丰富，生产过程比较简短，因此生产成本相对于其他品种纤维较低。实践证明,从性能价格比上看, 目前最可行的当属有机纤维中的聚丙烯纤维。 但是普通聚丙烯纤维,在掺入水泥混凝土中拌合的时候，往往出现在水泥浆中难于分散、结团现象严重、纤维与水泥浆的握裹力差、抗老化能力差等缺点。因此土建工程中所用的聚丙烯纤维必须经过改性处理。改性聚丙烯纤维具有良好的工程性能。在生产中经过特殊处理,
聚丙烯纤维的特点及应用(DOC)
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.wendangku.net/doc/bb14218348.html,）聚丙烯纤维的特点及应用 变宝网9月7日讯 聚丙烯纤维是一种合成纤维，由丙烯聚合得到的等规聚丙烯为原料纺制而成，也叫丙纶，今天小编就带大家去了解聚丙烯纤维的相关特性。 一、聚丙烯纤维的性能特点 （1）质轻 聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92 g/cm3，在所有化学纤维中是最轻的，比锦纶轻20%，比涤纶轻30%，比粘胶纤维轻40%，因此很适合做冬季服装的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。 （2）强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀 丙纶强度高（干态、湿态下相同），是制造渔网、缆绳的理想材料；耐磨性和回弹性好，强度与涤纶和锦纶相似，回弹率可与锦纶、羊毛相媲美，比涤伦、粘胶纤维大得多；丙纶的尺寸稳定性差，易起球和变形，抗微生物，不蛀；耐化学药品性优于一般纤维。 （3）具有电绝缘性和保暖性 聚丙烯纤维电阻率很高（7×1019Ω.cm），导热系数小，与其他化学纤维相比，丙纶的电绝缘性和保暖性最好，但加工时易产生静电。 （4）耐热及耐老化性能差
聚丙烯纤维的熔点低（165~173℃），对光和热的稳定性差，所以，丙纶的耐热性、耐老化性差，不耐熨烫。但可以通过在纺丝时加入防老化剂来提高其抗老化性能。 （5）吸湿性及染色性差 聚丙烯纤维的吸湿性和染色性在化学纤维中是最差的，几乎不吸湿，其回潮率小于0.03%。细旦丙纶具有较强的芯吸作用，水汽可以通过纤维中的毛细管来排除。制成服装后，服装的舒适性较好，尤其是超细丙纶纤维，由于表面积增大，能更快地传递汗水，使皮肤保持舒适感。由于纤维不吸湿且缩水率小，丙纶织物具有易洗快干的特点。 丙纶的染色性较差，颜色淡，染色牢度差。普通燃料均不能使其染色，有色丙纶多数是采用纺前着色生产的。可采用原液着色、纤维改性，在熔融纺丝前掺混燃料络合剂。 二、聚丙烯纤维的分类 聚丙烯纤维可分为长纤维、短纤维、纺黏无纺布、熔喷无纺布等。 聚丙烯长纤维可分为普通长纤维和细旦长纤维(单丝纤度≤2.2 dtex，可用于生产服装与装饰和部分产业用长丝制品。聚丙烯细旦长纤维光泽好、手感柔软、悬垂性良好、密度小，适用于针织行业，与棉、黏胶丝、真丝、氨纶等交织成棉盖丙、丝盖丙等产品时，是制作高档运动服、T恤等的理想材料。 聚丙烯短纤维的生产工艺大部分采用多孔、低速、连续化工艺，即短纺工艺。聚丙烯短纤维与棉花混纺，可做成丙棉细布、床单，即纤维与黏胶混纺可做毛毯，聚丙烯纯纺和混纺毛线，聚丙烯毛毯、地毯，聚丙烯棉絮烟用滤咀。卫生产品用纤维的粗细为1.5-2.5dtex，而地上织物用纤维的粗细为5-10 dtex。纤维长短为1.5-200.0 mm，取决于纤维的用途。用作混凝土的短纤维长度为1.5-200.0 mm，用作尿布的长度一般为40.0 mm，用作地上织物的长度为60.0 mm。
聚丙烯纤维在建筑工程中的应用
聚丙烯纤维在建筑工程中的应用 混凝土在土建工程中的应用已有百年历史，是目前使用最广泛的人造建筑材料。人们对混凝土性能的改善和提高随着工程实践的增多和科学的发展而不断完善。遗憾的是，由于传统混凝土组成材料的天然特性以及组成形式的制约，混凝土存在着固有弱点——抗拉强度低、韧性差等。随着混凝土强度的大幅度提高，其脆性特征也进一步突出出来。混凝土出现裂缝成为建筑业的常见性问题，在混凝土产生的各种病害中裂缝病害约占70％，几乎所有的混凝土工程都由于材料性质、施工工艺等原因存在有不同程度的裂缝。裂缝的扩展，局部形成应力集中，使得混凝土强度降低，承载力下降，直接影响建筑得使用寿命，严重得还将对人民生命财产构成威胁。纤维作为混凝土次要加强筋，掺入以水泥加颗粒集料为基体的混合料中，可以用来增强活改善普通混凝土的一些特性。随着化工产业的发展，大批的合成纤维材料大量出现，它们既能起到增强混凝土韧性和抗疲劳性的作用，又有经济、施工简单、耐腐蚀的特点。20世纪70年代纤维混凝土技术传入中国。20世纪90年代初，在美国本土生产、能够应用于纤维混凝土的有机纤维透过商业渠道流入中国，成为纤维混凝土在中国大量应用的契机。到2001年10月，在中国境内采用聚丙烯纤维混凝土的工程实例已经数以千计，工程类型几乎覆盖了工业及民用建筑工程当中所有用到的混凝土的场合。本文介绍的聚丙烯纤维就是一种可以有效改善混凝土性能的纤维材料。 一、性能简介 聚丙烯纤维是一种典型的聚烯烃类高分子聚合物，分为单丝和网状，它的物理性质、化学性质基本相同，与传统的钢纤维相比较，它耐腐蚀无磁性，施工简便且价格便宜。与碳纤维、玻璃纤维、石棉纤维相比，后三者属于高碳纤维，其中碳纤维价格昂贵，玻璃纤维极脆，易断，且玻璃纤维和石棉纤维都对环境有一定的污染。建筑用聚丙烯能够有效的改善混凝土性能和其自身特有的物理、化学性质是紧密相关的，它具备了以下几方面的性能： 1．稳定的化学性能，能耐酸碱，抵御混凝土中碱性集料和水泥碱性水化物的腐蚀，保证纤维在混凝土构件中发挥稳定的物理性能。 2．良好的自分散性，不结团、彼此不相互粘结。 3．较高的抗拉强度。 4．较高的变形能力。 5．良好的粘结强度，保证纤维与水泥基体有效的连接，共同工作，使纤维体充分发挥作用。 在表1中的数字指标直观的体现了聚丙烯纤维的物化性能。
聚丙烯纤维介绍
聚丙烯纤维由丙烯聚合而成，溶体纺丝，由于大分子上无极性基团，分子间力小，且由于分子链比较柔顺，故聚丙烯的玻璃化温度在0 ℃以下，纤维用聚丙烯必须采用等规聚合，使聚丙烯大分子中的各原子及基团在三维空间作有规律的排布，熔点可达165-170℃，由于丙烯分子间吸引力小，故聚丙烯树脂的分子量在20万甚至以上，熔体粘度大，故纺丝时熔体温度控制在比熔点高出100℃以上，一般为285℃甚至更高。聚丙烯分子链柔顺，规整性好，纺丝成形过程中极易结晶，初生纤维结晶度高达50％，纺丝时将丝室温度控制在30℃以下，使初生纤维生成不稳定的假六方晶体，以便于后加工中进行拉伸。制备粗特丙纶纤维也可用薄膜法短程纺设备，将挤压机出来的固化后的薄膜用带有沟槽的辊筒划裂成纤维。丙纶密度0．91g／cm'，是化学纤维中比重最轻的品种，纤维不吸湿，标准条件下的回潮率接近于0，干湿状态下性能无明显变化，不霉不蛀。由于不吸湿，染色困难，可采用纺前染色法解决丙纶的染色问题，但色谱不够齐全。 丙纶纤维强度和初始模量较高，与涤纶接近，耐磨与弹性均好，但当负荷增加时，丙纶的蠕变伸长大于涤纶，在高应力下的模量和断裂强度高于涤纶，因此丙纶是一种强韧性的纤维。 丙纶的玻璃化温度很低，因此热定形效果不稳定。软化点为140-150℃，熔点165-173℃，在火焰中一面熔融，一面徐徐燃烧。 导热系数在纤维中最低，保温性能好。丙纶是碳链高聚物，大分
子链无薄弱环节，化学稳定性好，除在氯磺酸、浓硝酸等氧化性酸中发生破坏外，对其他酸的抵抗性能良好。耐碱性强，除了浓的苛性钠外，其他碱对丙纶强度无影响。丙纶耐一般有机溶剂如乙醇、乙醚、苯、丙酮、汽油、四氯乙烯中均不溶解，在热苯和汽油中发生膨润、能溶于热的氯苯、四氢萘和十氢萘中。 丙纶具有良好的电绝缘性能，但加工中容易积聚静电，纯丙纶纤维可纺性能较差。 丙纶纤维容易老化，因为聚丙烯大分子链中的叔碳原子上的氢原子相当活泼，易受光，热等影响而产生活泼的游离基，并引起游离基连锁降解反应，促使大分子链断裂。有人试验将等规聚丙烯纤维在50℃下存放一年，纤维就失去使用价值。为防止老化，纺丝时常加入抗老化剂，以减缓老化过程，效果较好的有邻羟基二苯酮类和含镍的金属有机化合物，加入1％一3％石墨对防止光敏老化最为有效，但不适于制造洁白的纤维。 丙纶纤维由于制造成本低，比重小和优良的物理化学性能而得到迅速发展，除了大量用于制造工业用布，无纺织布外，还开始用于衣着，特别由于丙纶具有芯吸作用，能通过织物中的毛细管把水蒸气传递出去，本身则不起任何吸收作用，使皮肤保持干燥，可制造运动服、强体力劳动服装及其他透水织物等。
聚丙烯纤维对砂浆性能的影响
聚丙烯纤维对砂浆性能的影响 梅爱华 (广州市建筑科学研究院 510030) 摘要: 本文研究了低掺量聚丙烯纤维(重量掺量为0119%)对普通砂浆的抗折、抗压、抗渗、收缩率的影响;探讨和分析了纤维的加入对普通水泥砂浆的影响。试验证明,在普通的水泥砂浆中加入一定量的纤维能显著提高砂浆的抗裂抗渗,降低砂浆收缩率,提高抗压抗折强度等。 关键词:聚丙烯纤维 砂浆 抗折 抗渗 界面效果 1 前 言 目前,随着新型墙体材料的推广应用,砂浆的抗 渗抗裂性能倍受人们的关注。在改性砂浆方面,普 遍采用砂浆防水外加剂来提高其防渗漏的性能。聚 丙烯等微纤维在国内外都有广泛的应用。无论在高 性能混凝土方面,还是在地下室混凝土尤其是墙面 的抹灰砂浆方面,均因掺加了这种微纤维而获得抗 裂抗渗、增加水泥基材料的韧性和提高抗裂性能的 良好效果。究其原因,主要是这种短而细的纤维能 充分分散在水泥拌合物中。当混凝土或砂浆固化 时,那些大量的、各向分散而又具有高韧性的、与水 泥牢固结合的微纤维,消弱和抑制了水泥早期变形 和干缩应力,让其在固化过程中不易形成应力集中, 从而减少明显的裂缝。这样就提高了水泥的品质, 起到抗裂抗渗的作用。 2 实验部分 211 原材料 水泥为广州珠江水泥有限公司生产的粤秀牌 4215硅酸盐水泥,其化学成份及力学性能列表1、2; 细集料采用中砂;聚丙烯纤维,物理性能列表3;水。 表1 粤秀牌4215硅酸盐水泥的化学成份/% 游离氧化钙铝酸三钙铁铝酸四钙氧化镁三氧化硫碱含量 0121513514117117821610148 表2 粤秀牌4215硅酸盐水泥的物理性能 比表面积/m2?kg21标准稠度 用水量/% 3天抗压 强度/MPa 3天抗折 强度/MPa 28天抗压 强度/MPa 28天抗折 强度/MPa 378241038126156219912表3 聚丙烯纤维物理性能 指 标数 据指 标数 据 材 料原始单一聚 合物聚丙烯 吸水性无 比重/g?cm-30191抗酸碱性极佳 纤维长度/mm19抗拉强度/MPa620～758导电性低弹性模量/MPa350 形状单纤纤维测试标准ASTM C-1116212 试验配比 本试验研究了普通砂浆和掺纤维砂浆两种对比试件的抗压、抗折、抗渗、收缩性能的变化。具体配比见表4。 表4 砂浆的配比(重量份) 水泥砂水纤维 空白试样1301550 受检试样130155010019 213 试验方法 抗压、抗折试验按G B177-85“水泥胶砂强度试验方法”进行,抗渗试验按J C474-98“砂浆、混凝土防水剂”中防水砂浆透水压力比进行,收缩率按J G J70-90“建筑砂浆试验方法”中的试验方法。 3 结果与讨论 311 测试结果 测试结果见表5～6。 表5 试样抗压、抗折强度 指标抗压强度/MPa抗折强度/MPa 龄期/d7284572845 空白试样251638113915513719811 受检试样231843134616611812912 表6 试样抗渗性及干燥收缩率 指标透水压力/MPa收缩率/MPa 龄期/d7284572845 空白试样0130150101801155 受检试样0110180101301099 由表5可知,两种配比的7d、28d、45d抗压强度比分别为93%、114%、118%,抗折强度比分别为115%、104%、113%。除7d抗压强度外,掺加纤维后砂浆的抗压、抗折强度都有不同程度的提高。由表6可知,加入纤维的砂浆收缩率在各龄期都比空白试样的收缩率小,而且随着龄期的增长掺聚丙烯 51 2002年第5期玻璃钢/复合材料 FRP/CM 20021No.5
抗裂纤维也称聚丙烯纤维
抗裂纤维也称聚丙烯纤维 聚丙烯纤维 产品规格：聚丙烯纤维 产品型号： 产品范围： 详细说明 强韧牌XDF聚丙烯纤维是一种专用于混凝土/砂浆的高性能纤维，聚丙烯纤维能有效地控制混凝土/砂浆塑性收缩、干缩、温度变化等因素引起的微裂纹，防止及抑制混凝土原生裂缝的形成和发展，大大改善混凝土/砂浆的防裂抗渗性能、抗冲磨性能，增加混凝土的韧性，从而提高混凝土的使用寿命。聚丙烯纤维可广泛应用于路面、防护栏、桥面；水电工程的面板坝、泄洪道、导流孔、水渠道；地下室的侧墙、底板；工业民用建筑的屋面、墙体、地坪、水池的防水、内外砂浆抹面；水泥预制件的增韧防裂等，聚丙烯纤维是一种性能卓越的混凝土/砂浆抗裂防渗材料。 强韧牌XDF聚丙烯纤维是采用改性母料添加到聚丙烯切片中进行共混、纺丝、拉伸而制成的。聚丙烯纤维经过特殊的防静电及抗紫外线处理，使纤维在混凝土中分散均匀，能长期发挥其功效；聚丙烯纤维“Y”截面增加了纤维表面积；纤维经过化学和物理改性处理，表面粗糙多孔，大大提高了纤维与水泥基集料的结合力。纤维通过减少混凝土的原生裂缝的发生和数量来改善混凝土的性能，与混凝土骨料、外加剂、掺和料、水泥不会有任何冲突和化学反应，因此与混凝土材料有良好的适应性。 强韧牌XDF聚丙烯纤维作用机理 水泥混凝土在硬化过程中，水泥和水的水化物反应，引起混凝土体积的收缩，在后期又由于混凝土内自由水分蒸发引起干缩，这些收缩应力超出水泥基体的抗拉强度就会在混凝土内部产生微裂缝。微裂缝发展约70%是在3-7d凝胶期内完成，此时混凝土的抗拉强度小于1MPa。在混凝土中加入强韧系列混凝土砂浆用纤维后，纤维能轻易迅速均匀分散在混凝土中形成一种乱向支撑体系，分散了混凝土的定向应力，阻止混凝土中原生裂缝的发生和发展，消除或减少原生微裂缝的数量和尺度，大大提高了混凝土防裂抗渗能力，改善混凝土韧性，从而延长混凝土的使用寿命。另外由于纤维本身具有一定的强度，纤维均匀分散在混凝土中并形成的锚固作用，其在瞬间可吸收一定的破坏能量。 强韧牌XDF聚丙烯纤维物理性能 材质100%聚丙烯密度0.91g/cm3
关于聚丙烯纤维对混凝土性能影响的几点认识
关于聚丙烯纤维对混凝土性能影响的几点认识 时间：2013年04月10日信息来源：不详点击：2次我要评论(0)【字体：大中小】 [提要]本文就目前对聚丙烯纤维在混凝土中阻裂效应的意义、聚丙烯纤维对混凝土强度和耐久性的影响等模糊不清或尚存争议的问题谈了几点看法，并从作用机理上进行了阐述。结论认为，聚丙烯纤维对混凝土性能有明显的改善作用，但目前的试验评价方法尚不能有效展示聚丙烯纤维的效应。 引言 聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，被称为混凝土的“次要增强筋”，适用于路面桥面、衬里护壁、地坪等工程部位，近几年在我国市政、公路和建筑工程中已有较多应用，绝大部分工程应用效果良好。 由于掺入聚丙烯纤维改善了混凝土的品质，使混凝土的综合使用性能得到提高。美国联邦公路战略计划(SHRP)通过大量试验研究和工程经验总结后认为，可将聚丙烯纤维等有机纤维增强混凝土当作路面高性能混凝土的一种。但作者通过和施工、设计人员的现场交流，发现一些工程技术人员对聚丙烯纤维在混凝土中的效应认识不足，认为聚丙烯纤维的功能仅是阻止混凝土发生塑裂，而对硬化混凝土的性能无积极作用；或者将聚丙烯纤维和钢纤维的增强效果进行对比，以掺入纤维对混凝土抗折(抗拉)强度的提高程度作为评价标准。 经分析后认为，有关人员对聚丙烯纤维功能认识上的片面性，主要源于现行混凝土试验评价方法的局限性和长期形成的以硬化混凝土静载强度为目标的思维定势。本文就有关问题进行讨论，并阐述作者的看法。聚丙烯纤维的阻裂效应同常用的钢纤维相比，聚丙烯纤维的特点是细度高(当量直径0.02-0.1mm)、数量多(常用的0.9kg／m3的掺量充分分散可获得 700-3000万根纤维单丝)、在混凝土中的纤维间距小。上述特点使聚丙烯纤维能有效限制早期(塑性期和硬化初期)混凝土由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的发生和发展，减小原生裂隙的数量和尺度。而原生裂隙通常是混凝土破坏或性能劣化的起源。从此角度理解，可认为聚丙烯纤维的上述阻裂效应的意义，不仅在于有效地阻止了早期混凝土塑性裂缝的发生和发展，其意义更在于通过提高材料介质的连续性，能使硬化后混凝土的性能得到显著改善。对于路面和桥面混凝土，由于所承受的弯拉荷载和反复冲击荷载，对混凝土内原生裂隙数量和尺度的敏感性较高，原生裂隙在数量和尺度上的减小对提高其使用性能是非常有利的。 存在的问题是：
聚丙烯纤维的性能及改性
华东理工大学2011—2012学年第一学期《合成纤维改性》课程论文 2011.10 班级材制080 学号10082683 姓名周超 开课学院材料学院任课教师刘敏成绩
聚丙烯纤维的性能及改性 材制080（10082683）周超 摘要：聚丙烯纤维是上个世纪六十年代开发出的新纤维品种。由于其原料来源丰富，生产过程简单，成本低，因而应用广泛。其最大的优点是质地轻，而且保暖性好、耐化学腐蚀，强度及耐磨性好。聚丙烯纤维具有许多优良的性能，但也有蜡感强、手感偏硬、难染色、易积聚静电等缺点。因此对其进行改性，开发新品种已成为聚丙烯纤维发展的主要方向。 关键词：聚丙烯，丙纶，染色，细旦，抗菌保健 聚丙烯纤维（亦称PP，中国称丙纶）于1960年由意大利蒙特卡蒂尼公司首先实现工业化生产的新纤维品种，丙烯聚合物有3种构型，纤维生产使用的是等规度大于95%的等规聚丙烯。由于聚丙烯纤维原料来源丰富，生产过程简单，成本低，应用广泛，因此20世纪70年代以后聚丙烯生产发展迅速。1997年其产量已经达到387×104t（占合成纤维总产量的15.6%），超过聚丙烯腈纤维成为仅次于涤纶、棉纶的第三大合成纤维。我国聚丙烯纤维的生产开始的较晚，但发展速度较快，1978~1997年间聚丙烯纤维产量增长了40多倍，而同期合成纤维增长不足10倍。足见聚丙烯纤维发展势头之强劲[1]。 以等规聚丙烯为原料纺丝制得的等规聚丙烯合成纤维,是化学纤维中最轻的品种；强度为35～62cN/dtex；耐磨性仅次于聚酰胺纤维；耐腐蚀性良好，尤其是对无机酸、碱稳定性很好；不发霉,不腐烂,不怕虫蛀等。但染色较困难。目前，可采用染料或颜料熔体着色、色母粒或注射染色等纺成有色丝；也有在聚合时加入添加剂进行共聚或接枝共聚，使聚合体大分子上引入能与染料相结合的极性基团，再按常规法染色。聚丙烯纤维还有耐光性差、静电大、耐燃性差等缺点，可采用加入各种添加剂的方法加以改善[2]。 聚丙烯纤维通常采用熔体纺丝法生产。将聚丙烯树脂加入立式或卧式螺杆挤出机加热熔融，通过计量泵由喷丝头挤出，在空气中冷却成纤。工业上还采用膜裂成纤法制得割裂和膜裂纤维。聚丙烯纤维熔体纺丝的特点是：①一般用单头等螺距螺杆挤压机,为适应成纤聚丙烯熔体粘度高、流动性差的特点,螺杆压缩比要大，最小为2.8，计量段尽可能短,螺杆长径比范围为20～26。②由于分子量大，纺丝时熔体温度一般比熔点高出100～130℃，也可采用加分子量调节剂等方法以降低纺丝温度。③冷却成型过程中结晶速度较快，冷却温度宜稍低[3]。 丙纶的纵面平直光滑，截面呈圆形。丙纶最大的优点是质地轻[4]，其密度仅为0.91g/cm3是常见化学纤维中密度最轻的品种，所以同样重量的丙纶可比其他纤维得到的较高的覆盖面积。丙纶的强度高，伸长大，初始模量较高，弹性优良。所
聚丙烯晴纤维
聚丙烯腈纤维电纺丝 摘要聚丙烯腈是一种性能优异、应用广泛的成纤聚合物,聚丙烯腈基碳纤维具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀的优良性能,广泛应用于化工、机械、造船等方面。通过Fick 定律建立了纺丝液溶剂扩散的数学模型,得出了溶剂沿纤维原丝的径向分布,讨论了各种因素对溶剂质量分数分布的影响。静电纺丝技术则可用于制备聚丙烯腈纳米纤维,通过表面仿生修饰、碳纳米管填充等方法改性的聚丙烯腈电纺纤维被尝试作为酶固定化的载体材料,在显著提高载酶量的同时,能大幅度提高酶活性。糖基功能化的纳米纤维对特定的蛋白质具有较高的识别效率,可望用于蛋白质的分离与纯化。卟啉化的聚丙烯腈电纺纤维则在显示出荧光特性的同时,在催化、传感等方面具有潜在的应用前景。 关键词聚丙烯腈静电纺丝纳米纤维酶固定化糖基化 PAN electrospinning Abstract：PAN is a kind of high-performance, widely used fiber-forming polymers, polyacrylonitrile-based carbon fiber with high strength, high modulus, high temperature resistance, excellent corrosion properties, are widely used in chemical industry, machinery, shipbuilding and so on. By Fick's law established a spinning liquid solvent diffusion mathematical model to arrive along the fiber precursor solvent radial distribution discussed a variety of factors on the solvent mass fraction distribution.Electrospinning technology can be used to prepare polyacrylonitrile nanofibers through the bionic surface modification methods such as carbon nanotubes filled with modified polyacrylonitrile electrospun fiber has been tried as an enzyme immobilization carrier material, significantly increased the amount of enzyme contained in at the same time, can greatly enhance the activity. Functional glycosylation of nano-fiber on a specific identification of proteins with high efficiency,9 could be used for protein separation and purification. Porphyrin-oriented polyacrylonitrile electrospun fiber shows fluorescence in the same time, in catalysis, sensing have potential application prospects. Key words :PAN diffusion dry-jet wet-spinning 前言 聚丙烯腈(PAN) 是一类通用聚合物材料,其成纤性好、耐一般溶剂、不易水解、抗氧化、化学稳定,并具有优异的耐细菌侵蚀性。利用静电纺丝技术,可以简单方便地制备PAN 纳米纤维。PAN 纳米纤维无序堆积所形成的纳米纤维膜,则具有极高的比表面积和孔隙率,同时具有较好的机械强度,其纤维形态还能通过制备条件来调控。这些特征使得该材料在生物工程、复合材料、过滤分离、传感器及光电器件等领域显示出潜在应用前景。本课题组以PAN 为基体材料,通过共聚和接枝等方法将功能性基团引入到电纺纤维表面,对PAN 纳米纤维的功能化及其应用进行了较为系统的研究,特别探讨了这些功能材料在酶固定化、分子识别以及分子催化等领域的应用前景。 基于酶固定化的生物功能PAN 电纺纤维 与传统的化学催化剂相比,酶具有催化效率高、专一性强、反应条件温和、无污染等优点。但是酶分子的高级结构对环境十分敏感,对热、强酸、强碱、有机溶剂等不够稳定;而且,从反应体系中回收自由酶较为困难,一方面增加了成本,另一方面也使得产物提纯更加复杂。酶的固定化能在一定程度上解决上述问题,其中载体材料对固定化酶的活性和稳定性有重要影响。静电纺丝法制备的纳米纤维膜拥有极大的比表面积和孔隙率,有利于提高固定化酶的
关于聚丙烯纤维对混凝土性能影响的几点认识(精)
关于聚丙烯纤维对混凝土性能影响的几点认识时间：2013年04月10日信息来源：不详点击： 2次我要评论(0【字体：大中小】 [提要]本文就目前对聚丙烯纤维在混凝土中阻裂效应的意义、聚丙烯纤维对混凝土强度和耐久性的影响等模糊不清或尚存争议的问题谈了几点看法，并从作用机理上进行了阐述。结论认为，聚丙烯纤维对混凝土性能有明显的改善作用，但目前的试验评价方法尚不能有效展示聚丙烯纤维的效应。 引言 聚丙烯纤维是一种新型的混凝土增强纤维，被称为混凝土的“次要增强筋”，适用于路面桥面、衬里护壁、地坪等工程部位，近几年在我国市政、公路和建筑工程中已有较多应用，绝大部分工程应用效果良好。 由于掺入聚丙烯纤维改善了混凝土的品质，使混凝土的综合使用性能得到提高。美国联邦公路战略计划(SHRP通过大量试验研究和工程经验总结后认为，可将聚丙烯纤维等有机纤维增强混凝土当作路面高性能混凝土的一种。但作者通过和施工、设计人员的现场交流，发现一些工程技术人员对聚丙烯纤维在混凝土中的效应认识不足，认为聚丙烯纤维的功能仅是阻止混凝土发生塑裂，而对硬化混凝土的性能无积极作用；或者将聚丙烯纤维和钢纤维的增强效果进行对比，以掺入纤维对混凝土抗折(抗拉强度的提高程度作为评价标准。 经分析后认为，有关人员对聚丙烯纤维功能认识上的片面性，主要源于现行混凝土试验评价方法的局限性和长期形成的以硬化混凝土静载强度为目标的思维定势。本文就有关问题进行讨论，并阐述作者的看法。聚丙烯纤维的阻裂效应同常用的钢纤维相比，聚丙烯纤维的特点是细度高(当量直径0.02-0.1mm、数量多(常用的0.9kg／m3的掺量充分分散可获得700-3000万根纤维单丝、在混凝土中的纤维间距小。上述特点使聚丙烯纤维能有效限制早期(塑性期和硬化初期混凝土由于离析、泌水、收缩等因素形成的原生裂隙的发生和发展，减小原生裂隙的数量和尺度。而原生裂隙通常是混凝土破坏或性能劣化的起源。从此角度理解，可认为聚丙烯纤维的上述阻裂效应的意义，不仅在于有效地阻止了早期混凝土塑性裂缝的发生和发展，其意义更在于通过提高材料介质的连续性，能使硬化后混凝土的性能得到显著改善。对于路面和桥面混凝土，由于所承受的弯拉荷载和反复冲击荷载，对混凝土内原生裂隙数量和尺度的敏感性较高，原生裂隙在数量和尺度上的减小对提高其使用性能是非常有利的。 存在的问题是： ①聚丙烯纤维的阻裂效应得以发挥的必要条件，是混凝土在硬化早期同时处于变形受限和失水收缩的状态，而这样的条件室内或现场制作的小试件并不具备。这种差异实际上体现了用小
聚丙烯纤维混凝土
第一节概述 聚丙烯纤维混凝土是60年代末国外开发的一种新型混凝土材料。它具有能防止或减少裂缝、改善长期工作性能、提高变形能力和耐久性等优点因而在军事、交通、房建、机场、水利等类工程上得到了广泛的应用。我国从90年代初首先在道路、桥梁和房建工程中应用此类材料，取得良好的技术经济效果。但水利工程部门对聚丙烯纤维混凝土还只停留在试验阶段，仅有的一点试验成果也很不系统完整，影响了这一新材料在水利工程上的开发应用。在新世纪到来之际，水利建设正面临着新的发展机遇和挑战。作为国家的一项基础产业，水利部门不仅要以更快的速度建设更多的水利工程，而且在工程质量上也要满足更高的建设标准，要求进一步采用新技术、新工艺和新材料。与其它工程相比，水利工程对混凝土有着自己特殊的要求。特别是近年来出现了许多技术难度高的新工程结构，带来了水工混凝土一系列的新问题。例如，我国近十几年来得到迅速发展的面板坝以及许多板式结构的防裂问题、许多挡水、隔水结构的混凝土提高防渗性能的问题以及高坝建设带来的高速水流冲刷磨损问题等等。这些都要求提高水工混凝土的抗渗、防裂、耐磨、抗冲击、韧性、耐久性等综合性能。为了适应我国水利工程快速发展的形势，提高工程质量和长期效益，开展聚丙烯纤维混凝土的有关性能及其在水利工程上应用的研究，具有重要的现实意义，是十分必要的，也是十分迫切的。 白溪水库总库容1.684亿m3，属国家大（2）型水库，是以供水、防洪为主、兼顾发电、灌溉等效益的综合利用水利枢纽。水库大坝采用钢筋混凝土面板堆石坝，最大坝高124.4 m，在我国面板堆石坝中高度居第四位。大坝上游坝坡1:1.4，下游平均坝坡1:1.52，坝顶高程177.4m，面板厚度由坝顶至坝底为30~66cm，在面板厚度的中部布置φ20、22、25mm、间距20?20cm的钢筋网。混凝土面板坝工程中，防止面板的裂缝和提高混凝土变形能力一直是主要技术问题之一。裂缝的产生不仅加大了大坝渗漏损失，降低了工程效益，而且使混凝土的耐久性降低，钢筋锈蚀，影响工程寿命。白溪水库大坝二期面板位于水位变动区，冬季经常受到寒流、大风等环境因素的作用，工作条件比较恶劣。防止或减少裂缝和提高面板抗变形能力，对延长面板工作寿命，保证大坝安全运行，十分必要。同时，白溪水库溢洪道末端流速达到35~37m/s，需要采取措施有效的防止混凝土的冲刷
聚丙烯纤维
分类 聚丙烯纤维可分为长纤维、短纤维、纺黏无纺布、熔喷无纺布等。 聚丙烯长纤维可分为普通长纤维和细旦长纤维(单丝纤度≤2.2 dtex，可用于生产服装与装饰和部分产业用长丝制品。聚丙烯细旦长纤维光泽好、手感柔软、悬垂性良好、密度小，适用于针织行业，与棉、黏胶丝、真丝、氨纶等交织成棉盖丙、丝盖丙等产品时，是制作高档运动服、T恤等的理想材料。 聚丙烯短纤维的生产工艺大部分采用多孔、低速、连续化工艺，即短纺工艺。聚丙烯短纤维与棉花混纺，可做成丙棉细布、床单，即纤维与黏胶混纺可做毛毯，聚丙烯纯纺和混纺毛线，聚丙烯毛毯、地毯，聚丙烯棉絮烟用滤咀。卫生产品用纤维的粗细为1.5-2.5dtex，而地上织物用纤维的粗细为5-10 dtex。纤维长短为1.5-200.0 mm，取决于纤维的用途。用作混凝土的短纤维长度为1.5-200.0 mm，用作尿布的长度一般为40.0 mm，用作地上织物的长度为60.0 mm。 纺黏无纺布，亦称长丝无纺布，是聚丙烯原料熔融后经挤压纺丝、拉伸、铺网、粘合成形制成。它具有流程短、成本低、生产率高、产品性能优良、用途广泛等特点。聚丙烯无纺布广泛应用于生产、生活的各个领域(如一次性医疗卫生用品、一次防污服、农业用布、家具用布、制鞋业的衬里等)。 熔喷无纺布技术生产的纤维很细(可至0.25μm)，熔喷布具有较大的比表面积、孔隙小而孔隙率大，故其过滤性、屏蔽性和吸油性等应用特性是用其他单独工艺生产的无纺布难以具备的。熔喷无纺布广泛用于医疗卫生、保暖材料、过滤材料等领域。 性能特点 （1）质轻 聚丙烯纤维的密度为0.90-0.92 g/cm3，在所有化学纤维中是最轻的，比锦纶轻20%，比涤纶轻30%，比粘胶纤维轻40%，因此很适合做冬季服装的絮填料或滑雪服、登山服等的面料。 （2）强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀 丙纶强度高（干态、湿态下相同），是制造渔网、缆绳的理想材料；耐磨性和回弹性好，强度与涤纶和锦纶相似，回弹率可与锦纶、羊毛相媲美，比涤伦、粘胶纤维大得多；丙纶的尺寸稳定性差，易起球和变形，抗微生物，不蛀；耐化学药品性优于一般纤维。
聚丙烯纤维在高性能混凝土中的应用
聚丙烯纤维在高性能混凝土中的应用 【摘要】对聚丙烯纤维技术性及作用原理、聚丙烯纤维混凝土设计进行了探索，并对聚丙烯纤维混凝土现场施工进行总结。 京沪高速铁路是我国第一条时速350公里且最长的高速铁路，从北京到上海，直接连接两在经济区，举世瞩目。为此严格要求质量，混凝土全都采用高性能混凝土，设计耐久性为100年。桥面系采用聚丙烯纤维混凝土，保护桥面防止开裂。 混凝土是一种多孔脆性材料，其抗拉强度远远低于抗压强度，韧性差，对冲击、开裂、疲劳的抵抗能力差，由于裂纹的存在可使水渗入，而影响混凝土抵抗水渗透和抵抗冻的能力。若在普通混凝土中掺入聚丙烯纤维网即纤维混凝土，不仅具有普通混凝土的性能，还有较高的抗拉强度、抗弯强度、抗冲击性、抗疲劳强度、耐磨性、良好的韧性及抗裂能力，聚丙烯纤维网混凝土是一种近年来兴起的新型高性能混凝土。京沪高速铁路是我国第一条高速铁路试验线，对桥梁的各项性能均有较高的要求，首次在混凝土防水层（保护层）采用了C40聚丙烯纤维混凝土，并结合京沪高速铁路有关设计文件进行混凝土配合比设计和配制研究。 1 聚丙烯纤维混凝土性能技术要求（见表1） 聚丙烯纤维抗酸碱性好、抗老化性好、化学稳定性好、安全无毒，用于工程上的聚丙烯纤维同时又具有以下特点：（1）、高强高模。较高的强度和弹性模量有利于混凝土的力学性能。（2）、与水泥表面握裹力强。通过改性、表面处理和亲水性处理,真正做到与混凝土协同工作。（3）、更好的分散性。独特的改性母料和特殊的设计使其在混凝土中良好分散，真正充当次要加强筋。以下是山东砼拌纤维有限公司生产的聚丙烯工程纤维的相关理化性能指标：
2、聚丙烯纤维作用机理 聚丙烯纤维掺加在混凝土中，纯粹是物理作用，同时化学稳定性好。聚丙烯单丝纤维细度高（平均纤维直径30～60um），单根长度19mm，每立方米混凝土中掺入少量（0.9-1.0kg）聚丙烯工程纤维，每立方米混凝土中就有约定2000万根的纤维不定向分布在其中。它具有很好的亲水性，与水泥握裹力大。纤维的主要作用是：在混凝土硬化前最脆弱期，混凝土本身未有足够的强度以抵抗水泥收缩应力可能导致微裂缝产生时，加入的纤维可以部分抵消内部应力，抑制微裂缝的产生和发展。同时纤维的加入可以改善裂缝端部的应力，防止裂缝进一步发展。纤维在混凝土中呈三维不定向分布，有助于削弱混凝土的塑性收缩。收缩的能量分散到每立方米中千万条具有高抗拉强度和较低弹性模量的纤维丝上，有效地增强了混凝土韧性，抑制微裂缝的产生和发展。同时无数根纤维在混凝土内部形成支撑体系，有效阻碍骨料的离析，增强混凝土粘聚性，从而阻止了由于干缩引起的裂缝产生。所以在混凝土中掺入少量聚丙烯工程纤维，对混凝土内部有害裂缝（宽度大于0.2mm）的产生起到有效的抑制作用。 3、聚丙烯纤维在高强混凝土中的作用 高强混凝土是混凝土技术的一个重要发展方向，它的重要特点是耐久、强度高、变形小，能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载方向发展和承受恶劣环境条件的需要，符合现代施工技术采用工业化生产(工厂预拌混凝土、工厂预制构件)的要求。高强混凝土的作用，大大提高了混凝土及钢筋混凝土构件的承载力，并能有效地减少构件截面的尺寸和减轻构件或建筑物自重，增加建筑使用面积或净空，并可以节省材料总用量及材料运输费，因而其应用已越来越广泛。但是，高强混凝土材料在力学性能上呈现明显的脆性，在受压时表现出较小的塑性和更大的脆性，大体积高强混凝土易产生大面积开裂；此外，高强混凝土的极限应变较普通混凝土小，易于产生劈裂现象，对抗震不利，这些不利因素都影响了高强混凝土更广泛的使用。因此，如何确保高强混凝土在高承载力的基础上，有效地改善其性能已成为迫切需要解决的问题，而作为一种新型的混凝土外加材料，聚丙烯纤维可以较好地解决以上问题。 在混凝土内掺入专用的聚丙烯纤维并经搅拌后，由于聚丙烯纤维与水泥基集料有极强的结合力，可以迅速而轻易地与混凝土材料混合，分布均匀；同时由于细微，故比表面积大，若1kg的聚丙烯纤维分布在1m3的混凝土中，则可使每cm3的混凝土中有近二十条纤维丝，故能在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系。在混凝土凝结的过程中，当水泥基体收缩时，由于纤维这些微细配筋的作用而消耗了能量，可以抑制混凝土开裂的过程，有效地减少混凝土干缩时所引起的微小裂缝，提高混凝土的韧性。 3.1提高混凝土的抗裂性能 在混凝土中掺入聚丙烯纤维，由于其在混凝土内部构成一种均匀的乱向支撑体系，从而产生一种有效的二级加强效果。聚丙烯纤维的乱向分布形式可削弱混凝土的塑性收缩，收缩的能量被分散到无数的纤维丝上，从而有效地增强混凝土的韧性，减少混凝土初凝时收缩引起的裂纹和裂缝。同时，无数的纤维丝在混凝土内部形成的乱向撑托体系可以有效阻碍骨料的离析，保证混凝土早期均匀的泌水性，从而阻碍了沉降裂纹的形成。 3..2 提高混凝土的防水抗渗性能