竹原纖維及其單向連續(xù)增強(qiáng)復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、本課題根據(jù)竹材竹青至竹黃性能的差異，采用物理-化學(xué)相結(jié)合的方法從竹材中分類(lèi)提取出長(zhǎng)竹青纖維和長(zhǎng)竹黃纖維，分析比較了兩種纖維性能的差異，并采用了力學(xué)性能較優(yōu)的竹青纖維制備單向連續(xù)竹原纖維/不飽和聚酯復(fù)合材料。在確定復(fù)合材料固化制度后，研究了竹原纖維含量、竹原纖維縫合方式對(duì)復(fù)合材料縱向力學(xué)性能及吸水性能的影響，隨后探討了偶聯(lián)劑改性對(duì)復(fù)合材料縱向性能的影響及復(fù)合材料增強(qiáng)改性機(jī)理，并對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了力學(xué)性能評(píng)估。
　　提取出的竹青纖維、竹

2、黃纖維性能差異很大。竹青纖維比竹黃纖維粗硬，力學(xué)性能更優(yōu)，拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、斷裂伸長(zhǎng)率、斷裂功分別比竹黃纖維高44.76％、124.60％、20.68％、123.35％。兩者化學(xué)成分類(lèi)似，竹青纖維結(jié)晶度比竹黃纖維高34.78％。
　　竹原纖維含量對(duì)單向連續(xù)竹原纖維/不飽和聚酯樹(shù)脂復(fù)合材料性能影響顯著。隨著竹原纖維含量的增加，復(fù)合材料拉伸、彎曲性能呈先上升后下降趨勢(shì)，當(dāng)竹原纖維含量為50％時(shí)，復(fù)合材料力學(xué)性能最好。動(dòng)態(tài)力學(xué)性能方面

3、，隨著竹原纖維含量的增加，復(fù)合材料存儲(chǔ)模量變化規(guī)律與復(fù)合材料拉伸、彎曲性能變化趨勢(shì)基本一致，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度稍有降低，tanδ峰變寬，當(dāng)竹原纖維含量為50％時(shí)，復(fù)合材料存儲(chǔ)模量最大、損耗因子最小。隨著竹原纖維含量的增加，復(fù)合材料吸水性能增加。竹原纖維縫合間距對(duì)復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、拉伸模量、彎曲模量、剪切強(qiáng)度影響顯著，對(duì)彎曲強(qiáng)度影響不顯著。當(dāng)縫合間距為3cm，復(fù)合材料力學(xué)性能最好。竹原纖維縫合線種類(lèi)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響不大。
　　偶聯(lián)

4、劑改性可顯著提高單向連續(xù)竹原纖維/不飽和聚酯復(fù)合材料的性能與界面結(jié)合。偶聯(lián)劑濃度為3％時(shí)，復(fù)合材料綜合性能最優(yōu)，復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彎曲模量、剪切強(qiáng)度較未處理前提高34.29％、15.95％、11.26％、29.39％;復(fù)合材料存儲(chǔ)模量(33℃)較未處理的提高63.80％，損耗因子有所降低;復(fù)合材料24h、720h吸水率較未處理的分別減小55.35％、27.32％。力學(xué)性能評(píng)估結(jié)果表明，制備的單向連續(xù)竹青纖維/不飽和聚酯復(fù)合材料