資源描述：
《植物纖維表面處理對纖維》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、植物纖維表面處理對纖維/環(huán)氧復合材料性能的影響學生：王靜怡指導教師：周松專業(yè)：高分子材料與工程1研究的目的與意義環(huán)氧樹脂具有粘接力強、工藝性好、適應性強等優(yōu)點，應用廣泛。環(huán)氧樹脂固化后存在內(nèi)應力大、質脆、耐疲勞性與耐沖擊性差等不足，很大程度上限制了它進一步推廣應用。采用天然植物纖維與納米材料對環(huán)氧樹脂進行填充改性，可以改善環(huán)氧樹脂脆性大、沖擊強度低的缺點，使用植物纖維還可降低成本、節(jié)約能源，前景廣闊。目前，用纖維增韌熱固性樹脂的研究多數(shù)只是考慮了纖維粒徑與含量對材料性能的影響。結合其它增韌方法，本實驗提出以下構想，使纖維起到更好的增韌與增強效果。2本研究的總體構想優(yōu)化環(huán)氧樹脂固
2、化成型工藝，改進其加工性能。通過堿處理、熱處理、處理劑等改善纖維性能，提高與環(huán)氧樹脂間的結合能力，獲得性能優(yōu)良的改性纖維/環(huán)氧樹脂環(huán)境友好材料。進一步采用無機納米粒子改善體系的力學行為，擴大環(huán)氧樹脂的應用領域，制備一種原料廉價且環(huán)保的材料。3預期成果確定環(huán)氧樹脂固化劑用量、固化溫度和增塑劑用量，優(yōu)化環(huán)氧樹脂成型工藝。優(yōu)化纖維表面處理方法和工藝。優(yōu)化植物纖維和納米SiO2的用量，制備出力學性能較好的纖維/環(huán)氧樹脂復合材料。4樣品制備竹纖維表面處理烘干環(huán)氧樹脂增塑劑固化劑混合澆鑄模具中固化性能測試5.1纖維含水率與烘干時間的關系竹粉重量隨烘干時間的增加不斷減小，圖線的趨勢越來越平。
3、80℃溫度下干燥7小時,所含水分被清除。圖3-1竹纖維的質量與烘干時間的關系5.2環(huán)氧樹脂固化工藝的確定固化劑量(wt%)2h3h4h5h6h10h10h以上152H202BHB3H3H252BHB3H3H3H302BH2H3H3H3H35HB2H3H3H3H3H1固化劑用量隨固化劑加入量增多，固化速度加快。表3-1固化劑用量對固化速度的影響固化溫度（℃）10min20min30min40min1h2h4h5h6h室溫222BHBH2H3H402BH2H3H502BHB2H3H3H2固化溫度溫度升高，固化速度加快，但是當溫度過高，在50℃以上時，固化時間過短，材料出現(xiàn)大量氣泡，
4、影響性能。表3-2固化溫度對固化速度的影響5.3增塑劑對環(huán)氧樹脂性能影響1拉伸性能增塑劑的極性基團與聚合物分子的極性基團相互作用，代替了聚合物極性分子間的作用（減少了聯(lián)結點），從而削弱了分子間的作用力，起到增塑作用。圖3-2增塑劑用量對拉伸強度的影響圖3-3增塑劑用量對斷裂伸長率的影響2抗沖性能隨著增塑劑加入量的增加，材料的抗沖性能增加。圖3-4增塑劑用量對抗沖擊性能的影響纖維形態(tài)長徑比大、比強度高，連續(xù)纖維在基體中線形排列，起到增強作用。纖維含量太高，纖維素中的羥基容易形成分子內(nèi)及分子間氫鍵，植物纖維在體系中分散不均出現(xiàn)凝聚，破壞基體的性能，導致材料的拉伸性能變差。圖3-5纖
5、維含量對拉伸強度的影響圖3-6纖維含量對斷裂伸長率的影響1拉伸性能5.4纖維含量對材料性能的影響2沖擊性能纖維的韌性大于環(huán)氧樹脂，纖維/樹脂復合材料的抗沖強度隨纖維含量增加而提高。圖3-7纖維含量對抗沖強度的影響3硬度試樣的硬度隨著竹纖維含量的增加而下降。圖3-8纖維含量對硬度的影響5.5纖維含水率對材料性能影響1拉伸性能圖3-9材料拉伸強度與纖維烘干時間的關系圖3-10材料斷裂伸長率與纖維烘干時間的關系纖維含水率過高和過低均使增強和增韌效果變差。2抗沖強度抗沖強度與硬度均先升高再降低。圖3-11材料抗沖強度與纖維烘干時間的關系圖3-12材料的硬度與纖維烘干時間的關系3硬度5.
6、6處理劑對復合材料性能影響處理劑種類拉伸強度（MPa）斷裂伸長率沖擊強度（KJ/m2）硬度(HA)未加偶聯(lián)劑9.6716.16%3.887硅烷偶聯(lián)劑7.5918.21%2.794硬脂酸5.6010.48%5.889鈦酸酯偶聯(lián)劑4.5813.06%3.988表3-3偶聯(lián)劑對材料性能的影響硅烷偶聯(lián)劑與鈦酸酯偶聯(lián)劑對強度影響不大。硬脂酸能提高抗沖強度。能使填料在聚合物中均勻分散。改善填料表面與聚合物相容性和潤濕性。5.7堿處理對復合材料性能影響拉伸強度（MPa）斷裂伸長率抗沖強度（kJ/m2）硬度（HA）3.0123.68%3.293表3-4水浸泡處理的纖維復合材料的各項性能對比配方
7、：用清水浸泡纖維1拉伸性能堿處理纖維去除纖維中的非增強成分半纖維素、果膠等，使纖維溶脹蓬松更易均勻，拉伸強度提高。堿處理時間延長,纖維水解量及無機鹽溶出量增加,纖維中微孔數(shù)目增多,向縱深發(fā)展，斷裂伸長率降低。圖3-13堿液浸泡時間對拉伸強度的影響圖3-14堿液浸泡時間對斷裂伸長率的影響2抗沖性能3硬度圖3-15堿液浸泡時間對抗沖強度的影響圖3-16堿液浸泡時間對硬度的影響1堿處理后,界面結合強度高。2堿處理纖維溶脹性提高，中間孔腔增大,有利于吸收能量,增加沖擊強度。硬度降低5.8納米SiO2
