竹原纖維-PLA復(fù)合材料性能的研究.pdf

1、竹原纖維是指采用獨(dú)特的工藝從竹材中直接分離出來(lái)的纖維，具有密度低、強(qiáng)度大等特點(diǎn)。PLA是玉米秸稈等農(nóng)作物經(jīng)過(guò)發(fā)酵成乳酸后，由乳酸聚合而成，是一種低熔點(diǎn)的熱塑性材料。竹原纖維/PLA復(fù)合材料力學(xué)性能優(yōu)異，在土壤中可被微生物降解成二氧化碳和水，不污染環(huán)境。本文采用竹原纖維織物和PLA薄膜或長(zhǎng)絲制作復(fù)合材料，研究其制作工藝和復(fù)合材料性能。 1.對(duì)竹原纖維、PLA的結(jié)構(gòu)與性能研究表明竹原纖維含有大量的親水基團(tuán)羥基，回潮率為11.59％，

2、初始熱降解溫度319.91℃，竹原纖維的斷裂強(qiáng)度為7.10cN/dtex；PLA薄膜的熔點(diǎn)為149℃。 2.研究復(fù)合材料的熱壓工藝，通過(guò)熱壓時(shí)間、溫度和壓力三因素的單因子與正交試驗(yàn)，以復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)得出了最佳的熱壓工藝條件為：155℃、25min、15MPa；在此基礎(chǔ)上，當(dāng)竹原纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46％時(shí)，復(fù)合材料縱向拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大值76.69MPa。 3.研究預(yù)處理對(duì)復(fù)合材料性能的影響，采用堿液和KH-550

3、、KH-560、KH-570等硅烷偶聯(lián)劑對(duì)竹原纖維表面預(yù)處理，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度由76.69MPa，分別提高到103.26MPa、111.03Mpa、94.69MPa、92.59MPa，同時(shí)彎曲強(qiáng)度也得到了一定的提高；且掃描電鏡分析表明經(jīng)過(guò)預(yù)處理后的復(fù)合材料拉伸斷裂截面較為平整。 4.研究復(fù)合材料濕熱老化性能和降解性能，復(fù)合材料在沸水中煮泡半個(gè)小時(shí)后，復(fù)合材料的吸水率在4％以下，在23℃水中浸泡30天后，復(fù)合材料的吸水率達(dá)到最大

4、值10.41％，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有一定程度的降低。將復(fù)合材料在污泥中埋四個(gè)月，其表面破損嚴(yán)重，質(zhì)量損失28.75％～37.31％，拉伸強(qiáng)度損失65.97％～79.78％。 5.研究織物結(jié)構(gòu)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。采用竹原纖維紗線和PLA長(zhǎng)絲交織成了11種織物，然后將該交織物和PLA薄膜疊層熱壓，當(dāng)竹原纖維紗線和PLA長(zhǎng)絲在緯向排列比為3∶1，經(jīng)紗捻度為90T/10cm、3/1斜紋時(shí)，復(fù)合材料縱向拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度達(dá)到最大值分