纖維布-重組竹復(fù)合材料的制備工藝及性能研究.pdf

1、重組竹具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)前景，作為一種新型的復(fù)合材料而倍受關(guān)注。重組竹在新領(lǐng)域的應(yīng)用，提高它的各方面的性能，提升其附加值，拓寬其應(yīng)用范圍，還有待研究者們的不斷努力和研發(fā)開(kāi)拓。本文以重組竹為基材，表面分別碳纖維布(Carbon Fiber Sheet, CFS)和玻璃纖維布(Glass Fiber Sheet,GFS)為增強(qiáng)體，環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy resin, EP)為基體，采用熱壓成型工藝制備CFS(GFS)/重組竹復(fù)合材料，以

2、達(dá)到提高重組竹的力學(xué)性能，如彈性模量(Modulus ofElastic，MOE)、靜曲強(qiáng)度(Modulus ofRupture，MOR)、抗彎剛度等，提高其耐水性、耐候性，為指導(dǎo)纖維布在重組竹增強(qiáng)過(guò)程中的應(yīng)用以及重組竹在建筑結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用提供試驗(yàn)依據(jù)和理論指導(dǎo)。
　　對(duì)重組竹材進(jìn)行基本力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果顯示：重組竹的順紋抗拉強(qiáng)度、順紋抗壓強(qiáng)度、橫紋抗壓強(qiáng)度、橫紋抗拉強(qiáng)度、水平抗剪強(qiáng)度、彈性模量和靜曲強(qiáng)度分別為137.2 MP

3、a、101.7 MPa、33.1 MPa、8.1 MPa、13.7 MPa、8916.5 MPa、110.4 MPa。其中橫紋抗拉強(qiáng)度僅為順紋抗拉強(qiáng)度的5.9％。
　　用DSC測(cè)得EP不同升溫速率時(shí)的固化反應(yīng)熱，用外推法得出固化反應(yīng)溫度接近80℃，對(duì)比固化反應(yīng)時(shí)和固化后EP的反應(yīng)熱得到其固化度為97.1%。由DMA分析可知，經(jīng)過(guò)常溫固化24 h后，再經(jīng)80℃固化8 h后，EP的Tg為82.9℃，tanδ為0.417；測(cè)試溫度為40

4、℃時(shí)，EP的E'為3486.2 MPa；EP的彎曲強(qiáng)度可達(dá)81.58 MPa，彎曲模量為2351.27 MPa，拉伸強(qiáng)度可達(dá)69.97 MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為13.89%
　　采用單因素試驗(yàn)，DMA分析技術(shù)和力學(xué)性能測(cè)試，得出CFS/重組竹復(fù)合材料制備工藝：預(yù)固化壓力為4 MPa，熱壓條件為120℃、4 h時(shí)，纖維布與樹(shù)脂質(zhì)量比為1：2；GFS/重組竹復(fù)合材料制備工藝：預(yù)固化壓力為4 MPa，熱壓條件為120℃、4 h時(shí)，纖維布與樹(shù)

5、脂質(zhì)量比為1：1.5。以此工藝分別制備CFS或GFS/重組竹復(fù)合材料，分析了重組竹與單雙面的纖維布/重組竹復(fù)合材料力學(xué)性能和吸水性的差異，結(jié)果表明：兩種纖維布的兩種復(fù)合方式都能顯著提高重組竹的力學(xué)性能和耐水性能，雙面較單面復(fù)合方式增強(qiáng)效果好，耐水性能較優(yōu)。其中，雙面CFS/重組竹復(fù)合材料的MOE、MOR、wet MOE和wet MOR分別提高了：202.9%、142.5%、81.9%和81.8%；與重組竹相比，抗彎剛度提高了292.74

6、%， 質(zhì)量可減輕31.9%。雙面 CFS/重組竹復(fù)合材料的吸水率最低，與未貼面的重組竹相比，24 h吸水率下降了26%，干濕循環(huán)后的吸水率下降了13.4%。
　　研究了紫外加速老化對(duì)CFS或GFS/重組竹復(fù)合材料力學(xué)性能、表面顏色變化和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械性能的影響，結(jié)果顯示：紫外加速老化前期，CFS或GFS/重組竹復(fù)合材料的力學(xué)性能均有所增強(qiáng)，老化后期，復(fù)合材料力學(xué)性能出現(xiàn)略微下降并未出現(xiàn)大幅度下降。用Color i7測(cè)色配色系