植物纖維增強(qiáng)熱塑性樹(shù)脂復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)——竹原纖維及其復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、本課題選擇力學(xué)性能較為優(yōu)良的竹、麻纖維制作熱塑性復(fù)合材料，旨在節(jié)省鋼材、木材及替代普通工程塑料，以加速?gòu)?fù)合材料民用化的發(fā)展，在環(huán)境保護(hù)和資源保護(hù)方面都有非常重要的意義。 課題研究包括四部分內(nèi)容，分別是竹原纖維的提取、原材料的準(zhǔn)備與性能分析、預(yù)成型件和復(fù)合材料的制備與性能測(cè)試分析、復(fù)合材料力學(xué)性能的模糊綜合評(píng)判。 在借鑒麻纖維化學(xué)脫膠工藝的基礎(chǔ)上，采用最優(yōu)設(shè)計(jì)方法對(duì)爆破后的竹原纖維提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提取出拉伸強(qiáng)度為5

2、.5cN/dtex、纖維長(zhǎng)徑比為2000：1、柔軟度較高、適用于非織造工藝的竹原纖維。纖維性能測(cè)試中主要對(duì)增強(qiáng)纖維和基體纖維的力學(xué)、熱學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)定出竹原、亞麻纖維的熱分解溫度分別是302.3℃、324℃，亞麻纖維的拉伸強(qiáng)度為5.2cN/dtex；基體纖維中低熔點(diǎn)聚酯、聚丙烯纖維的大致熔點(diǎn)分別是165℃、168.94℃，測(cè)試結(jié)果可以為模壓溫度的確定提供依據(jù)。將增強(qiáng)、基體纖維混合體充分開(kāi)松混合后在梳理機(jī)上梳理成網(wǎng)以制備預(yù)成型件，為

3、了提高纖維網(wǎng)中增強(qiáng)纖維分布的均勻性，采用了三遍梳理工藝，采用平行鋪網(wǎng)方式制備的預(yù)成型件定重為1200g/m2，其中增強(qiáng)、基體纖維的混比被確定為40：60，50：50或60：40；采用模壓成型工藝制備復(fù)合材料，模壓時(shí)間、壓力分別被確定為30min、30MPa，低熔點(diǎn)聚酯基復(fù)合材料、聚丙烯復(fù)合材料的模壓溫度分別被確定為165℃和190℃；通過(guò)對(duì)材料拉伸斷面的SEM圖片分析，闡明了竹原纖維與低熔點(diǎn)聚酯的良好界面相容性。 依據(jù)部分實(shí)驗(yàn)結(jié)

4、果，采用模糊綜合評(píng)判的方法對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行了評(píng)定與優(yōu)化，確定出了力學(xué)性能最為優(yōu)良的三種材料分別為：竹原纖維/低熔點(diǎn)聚酯基復(fù)合材料(40：60)，竹原、亞麻纖維/聚丙烯基復(fù)合材料(25：25：50)，竹原纖維/聚丙烯基復(fù)合材料(50：50)，三種材料的縱橫向拉伸強(qiáng)度均超過(guò)了80MPa，縱橫向彎曲強(qiáng)度均超過(guò)了350MPa。通過(guò)與普通工程用玻璃纖維增強(qiáng)塑料之間的性能比較與分析，判斷出課題所開(kāi)發(fā)出的材料可適用于汽車(chē)、建材領(lǐng)域的產(chǎn)品。