《表3 不同添加比例炭黑/粘胶复合纤维力学性能Table 3 Mechanical properties of different added carbon black/viscose composi

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《粘胶/炭黑复合纤维素纤维的结构与性能研究》

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表3列出了不同添加量的碳黑/粘胶复合纤维的力学性能。从表3可知，随着炭黑添加比例的增加，炭黑/粘胶复合纤维的断裂强度先逐渐增加，至炭黑质量分数为4%时，强度达到最大值，分别比炭黑添加比例为3%和5%时，高1.74%和11.5%。而后，复合纤维强度随着炭黑添加量的进一步增加，而呈现降低趋势。这主要因为炭黑属于无机添加填料，它具有较高的模量，能够增强复合纤维的强度。无机填料改性高分子基复合材料，无机粒子在基体材料中的分散均匀性好坏直接影响到材料的机械性能。当炭黑粒子在粘胶基复合纤维中分散均匀时，两者之间可以产生较多的接触面，受到外界的作用力时，能有效地将力传给炭黑粒子上，使得材料的整体力学性能提高。当炭黑添加量较高时，由于分子间的范德华力作用使得炭黑粒子发生聚集现象，造成粒子在基体材料中分散不均匀，在外力作用下，易发生应力集中破坏，这将使得炭黑的增强作用得不到发挥。在本实验条件下，当炭黑/粘胶复合纤维中所添加的炭黑量较少时（质量分数≤4%），如图5所示，炭黑粒子在粘胶基体中分散较为均匀，炭黑粒子的填充有利于提高纤维的强度。而当炭黑粒子添加质量分数≥5%时，会有部分的炭黑发生团聚，从而造成了复合纤维的力学性能下降[13]。