1.概述
該部分主要介紹紙管的特點、應用，目前存在的問題，開展課題研究的意義。
2.設計任務分析
該部分主要對各自的設計任務進行分析，分析設計任務的要求特點。
3.復合體系的選擇
該部分從設計任務的特點出發，選擇採用什麼樣的辦法進行這種複合材料紙管的製備，有什麼優點和什麼缺點，最後確定了什麼樣的方案。
4.紙管配方的設計及原材料的選擇
根據復合體系，進行配方設計，並對原材料進行選擇，並且說明選擇每一種原材料的理由。
5.紙管成型工藝方法的設計及選擇
根據復合體系，進行成型方法的設計與選擇，包括一般有哪些成型方法，各有什麼特點，最後選定了什麼樣的方法，以及選定方法的理由。
6.紙管表面防水（防油）處理的設計
一般紙製品防水（防油）處理的方法，各有什麼優缺點，最後選定什麼樣的方法及選擇的理由。
7.樣品製備及效能檢測
進行試驗樣品的製備，並按照什麼標準或方法對樣品進行相關效能的測試，不需要進行實際測試，只是找找相關方法和資料說明已經達到了設計任務書的要求。
由於是以紙為主要原料，故**處理容易；保護效能優良可防水、防潮，有一定的隔熱效果；無臭、無毒、安全可靠，特別適用於食品包裝；可充填各種形狀的商品，且充填時噪音小；可承受正壓和負壓，可用於真空或充氮包裝；造型構多樣，外層可進行彩印，具有良好的陳列效果；質量輕，只有鐵罐的30％，流通容易，使用方便，**較低。
紙管在生產和生活中的用途越來越廣泛，不同的紙管有哪些應用和特色呢？
1、高強紙管 :抗壓強度高,表面縫隙穩定,廣泛用於造紙、薄膜等大型捲繞行業.其突出優點是適用高速度、大承量的捲繞,價效比高。
2、小壁厚紙管:壁厚薄,端麵平整,長度精確,適合粘膠帶、保鮮膜、醫療等行業.
3、氨綸紙管:幾何尺寸和重量精確、高強度,可專業開槽、進口裝置自動生產、質量優異、產能巨大,適合氨綸絲等捲繞使用.在紡紗過程中，氨綸的預牽伸倍數是一項重要的工藝引數，它影響包覆紗及織物的彈性，又影響包覆紗的強伸度，條幹均勻度和蠕變效能。
氨綸的預牽伸倍數過小，不能充分發揮彈力織物面料彈性好的優勢，牽伸過高時紡紗困難，又容易引起斷絲，產品質量隨之下降；另外氨綸絲的百分含量也影響包覆紗的彈性，含量高，彈性好。在氨綸絲規格一定的情況下，增大牽伸倍數，氨綸絲的百分含量降低，即氨綸的預牽伸倍數與成紗氨綸的百分含量成反比。
4、鐵頭紙管:端部用鐵頭加強,滿足周轉和**使用需求,提高效能節約成本.
化纖工業用管:dty管、poy管、fdy管、錦綸管、氨綸管、氨綸包覆紗管。
薄膜工業用管:bopp、pet、pvc、bopa、cpp、農用地膜、保鮮膜、纏繞膜、 塑膠袋用管（超市用）、鍍鋁膜、電工電容膜、丙膜
印刷工業用管:主要應用於卷桶印刷、薄膜印刷、紙張印刷
造紙工業用管:新聞紙、紗管紙、白板紙、傳真紙、票據紙、水松紙、鋁泊紙、書寫紙、彩色羊皮紙、口杯紙、利樂保鮮紙、其他
冶金工業用管:鋁板、鋼板、鐵板等卷材
包裝用管:醫療器械、書畫、食品罐等外包裝
測溫用紙管:鋼水測溫一次性熱電偶
取樣器用紙管:傳真機用紙管電池紙管橋梁建築用管
1.4紙管的優點
1.可製作性可以製作成各種形態的以及各種規格的產品，產品的塑造性的比較好。
2.紙管作為一種日常用品的包裝盒，可以為產品提供更多的色彩以及產品資訊，紙管在現在的日用品的公司已經是一種必不可少的首選裝飾品。
3.紙管在進行圖案設定的時候採用的是啞膠設計，使得所盛裝的產品的更加精緻高檔，並且對於公司的形象化的設計很有幫助。
4.紙管是由白紙製作承德，所密封的蓋子設計成捲邊的形狀，這種產品的主要的優點就是環保，抗壓，所以在運輸的過程中，紙管也不用擔心被壓壞的危險。
由於我國森林覆蓋面積小，用於製漿造紙的木材有限等資源問題。承受正壓或負壓的能力差，防腐能力防水防潮功能差。由於紙管存在以上缺點不能更好的應用我們的日常生活，科研人員經過大量的工作研發了復合紙管。
復合紙管就是用粘合劑將紙、紙板與其它塑料、鋁箔、布等層合起來，得到復合加工再加工成的管狀的物體。復合紙管不僅具有可承受正壓或負壓,可用於真空或充氮包裝；造型結構多樣外層可進行彩印具有良好的陳列效果；質量輕,只有鐵罐的30%,流通容易,使用方便,**較低等優勢。因為紙管應用了複合材料所以大量的減少了木材的消耗。
有利於人與自然的和諧相處。
1、先制復合紙材料再製紙管。即：先製備複合材料的紙張在用紙張加工成的管狀的物體 。
2、先制紙管再加複合材料。即：先用普通紙張加工成的管狀的物體再在上面新增複合材料。
從設計特點出發我選擇先制紙管再加複合材料，這樣做的優點是工藝簡單、製備方便、經費投資少收益高、適合小規模連續生產。缺點是複合材料和紙管結合能力不強結構不緊湊，不適宜大規模生產。我們主要是為了研究復合紙管的效能所以選取先制紙管再加複合材料。
復合材科是由兩種或兩種以上具有不同性質的材料組合而成的一種多相材料。每種組成材料稱為複合材料的組分。其中具有包容性質的組分稱為基體材料(簡稱為基體)，而被包容的材料稱為增強材料。
下面就復合纏繞紙管的增強材料和基體材料進行選擇確定。
增強材料是指在複合材料中起著增力口製品強度、改善製品效能'的重要組分。複合材料的增強材料主要根據其物理形態可分為:纖維、顆粒和晶須等。
纖維增強材料又可根據其組成成分可分為:無機纖維和有機纖維兩個大類。天機纖維分為玻璃纖維、碳化矽質纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、硼纖維等。
有機纖維義分為:芳綸纖維、聚烯烴纖維和尼龍纖維等。
1.玻璃纖維增強材料玻璃纖維的的密度較有機纖維大，但比一般金屬的密度低，與鋁的密度相當。玻璃纖維是纖維增強複合材料中使用最廣的增強材料，其具有成本低、耐熱、耐化學腐蝕性好、不燃燒、拉伸強度、衝擊強度高及斷裂伸長率小等特點。
2.碳纖維增強材料碳纖維的效能與碳很相似，對一般的酸鹼具有較強的惰性。在空氣中，溫度高只有當溫度高於400℃時，才會出現明顯的氧化過程。
在不具備氧化環境條件時，碳纖維表現出超強的耐高溫效能。
3.碳化矽質纖維增強材料碳化矽質纖維增強材料具有與金剛石相同的結構形式，而且具有良好的熱穩定與導熱性能，其密度低、強度與剛度高，是複合材料中很具吸引力的增強材料。雖然如此，但是碳化矽質纖維增強材料規模化使用還有大量的研究工作有待開展。
芳綸纖維增強材料20世紀70年代，杜邦公司開發出芳綸(kevlar)纖維增強材料。目前，作為商品生產的合成纖維，與傳統合成纖維相比，其強度與彈性模量都有明顯的提高芳綸的聚合物原材料為聚p次苯墓對酞酸酸胺，簡稱ppt，其分結構如下:
由於芳綸纖維優異的效能，所以在多個領域得到了商業性的應用。
4.硼纖維增強材料
氮化硼增強材料因其具有良好的絕緣性、熱穩定性、耐腐蝕、導熱性及高溫下較高的機械強度等特點，在機械、電子、航空航天和冶金等多個領域得到廣泛應用。但是，由於氮化硼增強材料製備過程複雜，涉及的反應和影響因素較多，使其在實際應用上受到較大限制
5.晶須
隨著複合材料的飛速發展，特別是對短纖維以及金屬基複合材料需求的日益增多，晶須隨之出現，並很快應用於工業化生產當中。晶須主要有sicw, si3n}w.硼酸鋁品須、欽酸鉀晶須、氧化鋅晶須、石墨晶須。
增強材料作為復合纏繞紙管中的主要支撐、受力的骨架材料，它的效能直接影響到復合纏繞紙管的巨集觀力學效能，所以，增強材料的選擇對復合纏繞紙管來說至關重要。不僅如此，在選擇增強材料時，還因考慮復合纏繞紙管的成型效率，以及復合纏繞紙管爆燃作業後的殘留等。當然作為工業產品，其生產工藝、製造成本等經濟因素也是必須考慮的。
通過對上述增強材料的效能引數對比，以及對市場相關材料的調研，並深刻分析了復合纏繞紙管的特殊工況要求，選定了青殼紙作為復合纏繞紙管的增強材料，主要還考慮有以下因素:
1.青殼紙具有較強的力學效能，有助於復合纏繞紙管的獲得較高的強度。
2.青殼紙燃燒效能良好，有助於復合纏繞紙管在井筒內完全燃燒，而且不產生對地層汙染的成分，便於作業通道的形成。
3，青殼紙纏繞紙帶的加工工藝簡單，寬度調節方便。
4.青殼紙成本低廉，能較好的控制復合纏繞紙管的原材料成本。
2.2.1基體材料的選擇
基體材料可分為樹脂基體、金屬基體、陶瓷基體及碳素基體四類。
1.樹脂基體
樹脂基體可分為熱固性樹脂和熱塑性樹脂兩個大類。
常用的熱固性樹脂有環氧、酚醛樹脂和聚酷樹脂等，它們是最早應用於複合材料成型的基體材料。其中以環氧樹脂應用最為廣泛，其主要優點是粘結力強，與增強材料的表面浸溶性好，固化收縮小，有較高的耐熱性，固化成型方便。酚醛樹脂具有耐高溫性好，吸水性小、電絕緣性好，**低廉的優點。
聚醋樹脂工藝性好，可室溫固化，成本低廉，但其在固化時收縮大，耐熱性能低。熱固性樹脂均存在固化後不能軟化的特點。
常用的熱塑性樹脂有聚乙烯樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚酞胺樹脂、聚碳酸醋樹
脂、聚丙烯樹脂等。熱塑性樹脂均存在加熱到轉變溫度時會重新軟化、有利於制
成模壓複合材料。
表2.1給出了幾種常用樹脂的效能。
2.金屬基體
金屬基體材料主要應用於耐高溫或者其他特殊需要的工況，其具有耐300℃以上高溫、表面抗侵蝕、導電導熱、不透氣等諸多優點。這類基體主要包括鋁、鋁合金、鎳、鎂、銅、欽合金等，通常應用較多的是鋁，有碳纖維鋁基、氧化鋁品須鎳基、硼纖維鋁基等複合材料。
在全球節能、環保、低碳的背景下，廣州海方紙製品科技****花了8年時間研發的方形紙管裝置，終於在2023年拿到了國家專利發明證書；隨著這一技術在不同行業的廣泛運用，方形紙管的優越性能在不同領域開始顯露鋒芒。
托盤是用於集裝、堆放、搬運和運輸，放置作為單元負荷的貨物和製品的水平平台裝置。由於托盤能提高工廠工作效率，降低人工成本，越來越多的企業採用托盤作為其物流倉儲裝置。在20世紀80年代以前幾乎是木質托盤一統天下（每只木製托盤耗用0.
05m3木材）。隨著人們社會環保意識增強，節能、環保、低碳成為新的主流發展方向，其他材質的托盤相繼問世，比如紙漿模塑托盤、紙托盤、塑料托盤、填充塑料托盤、金屬托盤等；方形紙管托盤作為托盤領域中一種全新創新技術，憑藉其質輕、防潮、硬度高、承載力強、而且環保免檢等優勢，開始大規模進軍托盤業。
仿生複合材料
仿生材料研究進展 講義 research progress of biomimetic materials 仿生學 bionics 誕生於二十世紀60年代，是bi o electr onics的組合詞，重點著眼於電子系統，研究如何模仿生物機體和感官結構及工作原理，而材料的仿生研究則由來已久。80年代...
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