[发明专利]高界面结合强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高界面结合强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维及其制备方法和应用，主要解决现有技术存在的增强材料抗压性能差的问题。通过采用一种建筑增强聚丙烯腈短切纤维，由聚丙烯腈基原丝短切制得，其特征在于所述纤维截面周长与等面积圆周长比小于等于3；所述纤维截面为直边多边形、弧边多边形中的一种的技术方案，较好地解决了该问题，具有建筑增强材料抗压性能好的优势，可应用于建筑增强材料的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种高界面结合强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维及其制备方法，更具体的说，本发明涉及一种用于高界面结合强度建筑水泥增强聚丙烯腈纤维及其制备方法和应用。

背景技术

水泥材料是建筑材料中广泛使用的一种基材，它具有用途广、施工工艺简单、价格低廉等一系列优势，可制作水泥砂浆、水泥混凝土等建筑材料。随着水泥砂浆、水泥混凝土材料的固化成型，材料中水分逐渐挥发在材料中形成大量细孔，成为材料发生断裂时的缺陷，水泥材料存在易开裂、脆性大等缺点，为水泥材料在生活和工业中的使用带来了很多潜在危险。

在水泥材料中加入有机或无机纤维是一种广泛使用一种抑制水泥材料开裂的常用方法。有机纤维因其可加工性能好、力学性能好等优点在建筑增强材料中得到广泛的使用，常用的有机纤维主要有：聚丙烯腈纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维、聚乙烯纤维、聚酰亚胺、聚酯纤维纤维等。其中聚丙烯腈纤维具有耐酸碱、耐高温、价格低廉等优点，作为建筑增强纤维得到了广泛的使用。

聚丙烯腈纤维与水泥基材的界面结合状态显著影响纤维增强材料的抗压性能，如何提高聚丙烯腈纤维与水泥基材的界面结合强度，一直以来是建筑增强聚丙烯腈纤维的研发重点和难点。

聚丙烯腈纤维制备方式有多种，以二甲基亚砜为溶剂的一步法制备聚丙烯腈纤维具有纺丝原液固含量高、经济性好的优点得到广泛使用。

日本专利JP58120811A，JP60021905A，JP61163149A，JP06115989A，JP08003812A公开了5篇建聚丙烯腈纤维的制备过程，但所制备的纤维非高抗压强度聚丙烯腈纤维得，更未表明应纤维使增强材料具有高抗压强度性能时所具备的截面特性与合适的截面形状。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明主要解决的技术问题之一是现有技术中存在的聚丙烯腈短切纤维与水泥界面结合差、增强材料抗压性能差的问题。提供一种建筑增强聚丙烯腈短切纤维，较好地解决了该问题，具有增强材料抗压性能高的特点。

本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一相对应的高界面结合强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维的制备方法。

本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一相对应的高界面结合强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维的应用。

为解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种强度建筑增强聚丙烯腈短切纤维，由聚丙烯腈基原丝短切制得，其特征在于所述纤维截面周长与等面积圆周长比小于等于3；所述纤维截面为直边多边形、弧边多边形中的一种。

上述技术方案中，所述直边多边形的边数优选为3-18；所述弧边多边形的弧边数优选为2-18。

上述技术方案中，所述直边多边形选自凸多边形、凹多边形中的一种，进一步，所述凸多边形优选自正凸多边形、非正凸多边形中的一种，所述凹多边形优选自正凹多边形、非正凹多边形中的一种，更进一步所述凹多边形选自星形多角形，例如但不限定为正星形多角形，如正星形十边形，即五角星；所述弧边多边形为至少一个边为弧边的多边形，进一步优选自内陷弧边多边形，所述内陷弧边可以等长或不等长。

上述技术方案中，优选方案为：所述纤维截面周长与等面积圆周长比小于等于2.5；所述直边多边形的边数优选为3-10；所述弧边多边形的弧边数优选为3-10；纤维总长度为5-32mm。