竹原纖維-聚乳酸基針織結(jié)構(gòu)增強(qiáng)復(fù)合材料的制備及其性能的研究.pdf

1、綠色環(huán)保復(fù)合材料不僅具有綠色環(huán)保性，還具有其它復(fù)合材料所具有的強(qiáng)度高，韌性好且質(zhì)輕的特性。而且綠色復(fù)合材料還具有廢棄后容易處理的顯著特點(diǎn)。隨著復(fù)合材料的發(fā)展，其應(yīng)用已經(jīng)進(jìn)入很多場(chǎng)合，包括建筑材料、汽車裝飾設(shè)計(jì)及家用等。本文選擇環(huán)保性能較好的竹原纖維作為增強(qiáng)材料，聚乳酸長(zhǎng)絲作為樹(shù)脂基體研究針織結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，旨在滿足于當(dāng)今社會(huì)綠色發(fā)展的要求，為社會(huì)發(fā)展需求提供新的綠色材料。
　　 本課題主要包括以下四個(gè)部分：竹原纖維的堿處理及其作用

2、分析；針織結(jié)構(gòu)預(yù)制件的編織及其力學(xué)性能研究；復(fù)合材料的制備；復(fù)合材料的力學(xué)性能及其降解性能的研究。
　　 由于目前很多復(fù)合材料都出現(xiàn)增強(qiáng)纖維和樹(shù)脂基體并不能很好的粘結(jié)的問(wèn)題，使得復(fù)合材料的力學(xué)性能并不能達(dá)到設(shè)計(jì)人員的期望。原因一是由于纖維和基體之間存在著分子基團(tuán)的差異，例如親水基團(tuán)；二是樹(shù)脂不能完全浸潤(rùn)。本課題借鑒堿溶液對(duì)植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的界面處理，參考相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)竹原纖維進(jìn)行堿處理，堿濃度為4％、4.5％、5％、5.5％。常

3、溫下在堿溶液中浸泡30分鐘，取出后水洗并浸泡10分鐘以除去部分堿液，之后自然晾干。通過(guò)紗線的拉伸測(cè)試表明：當(dāng)濃度為4.5％時(shí)紗線強(qiáng)力最大。由于5.5％堿處理的紗線較為硬脆，不適宜針織物的編織。因此選擇堿濃度為4％、4.5％、5％為對(duì)比測(cè)試濃度。依據(jù)電腦橫機(jī)針號(hào)要求及參考植物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中纖維組分比例進(jìn)行材料組分優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定竹原纖維和聚乳酸長(zhǎng)絲質(zhì)量百分比近似為35:65、45:55、55:45、65:35。按照上述比例組分選用電腦橫

4、機(jī)編織了滿針羅紋針織結(jié)構(gòu)預(yù)制件，并對(duì)各種預(yù)制件進(jìn)行了力學(xué)性能的測(cè)試，包括織物拉伸、項(xiàng)破測(cè)試。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較分析得到力學(xué)性能較高的是經(jīng)4.5％堿濃度處理、PLA與竹原纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為45:55的織物。參考植物纖維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料的制備工藝及多次的小樣制備，得到較為合適的復(fù)合材料制備工藝，并將編織的針織結(jié)構(gòu)預(yù)制件分別制備形成復(fù)合材料板材，通過(guò)對(duì)制得的復(fù)合材料板材進(jìn)行拉伸、彎曲、沖擊、耐火和土埋降解性能的研究，結(jié)果表明其最優(yōu)值分別為C3