可回收黃麻-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料拉伸強(qiáng)力和吸水性的研究.pdf

1、環(huán)境惡化、資源匱乏和能源危機(jī)促使人們意識到環(huán)境保護(hù)的重要性以及提高資源利用率和可持續(xù)發(fā)展的迫切性。復(fù)合材料高強(qiáng)度等優(yōu)勢在工程材料的領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，但是復(fù)合材料的高耗能、材料的廢棄、回收等帶來的環(huán)境問題也不容忽視。因此，降低復(fù)合材料的能耗，解決材料的再生和循環(huán)利用的問題迫在眉睫。天然植物纖維價廉質(zhì)輕，比強(qiáng)度優(yōu)良，可自然降解，再以可降解樹脂為基材，開發(fā)出可完全降解的綠色復(fù)合材料具有良好的工業(yè)前景和環(huán)保意義。綠色復(fù)合材料的研究開發(fā)也越

2、發(fā)引人注目。20世紀(jì)80年代以來，學(xué)者們開始了對植物纖維的研究并取得了長足的進(jìn)展。同時，纖維素纖維與熱固性/熱塑性樹脂的復(fù)合材料的研究也日益增多。但真正嚴(yán)格意義上的綠色復(fù)合材料其基體和增強(qiáng)體都應(yīng)該來源于可再生資源，并且可以完全生物降解。這方面的研究也是近幾年復(fù)合材料的研究熱點。
　　本研究使用的植物性纖維—黃麻，是一種可生物降解且應(yīng)用前景非?？捎^的“綠色”纖維，其低成本、低密度、高比強(qiáng)度和可再生性的優(yōu)勢使黃麻廣泛應(yīng)用于高分子復(fù)合材

3、料的增強(qiáng)體。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂和生物可降解的環(huán)氧樹脂作為對比也在本研究中使用?，F(xiàn)階段對綠色復(fù)合材料的研究主要是針對不同增強(qiáng)體和基材的制備、不同的成型方法以及界面的改進(jìn)。但是，這類復(fù)合材料的一個特性，也正是本文的討論重點—吸水性導(dǎo)致的幾何形變和力學(xué)性能損失阻礙了它們的戶外實際應(yīng)用。在這項研究中，普通環(huán)氧樹脂和生物環(huán)氧樹脂分別作為基體，回收黃麻和新的黃麻織物作為增強(qiáng)體，制成的復(fù)合材料浸入水中直至飽和以研究其吸水性對機(jī)械性能和幾何性狀的影響。自制

4、的鋁制模具用于制作樣品。試樣樣品有3種組合：純樹脂，樹脂與一層黃麻織物結(jié)合，以及樹脂和兩層黃麻織物結(jié)合。本次研究測量了試樣在460小時的浸水后，不同的黃麻纖維含量對吸水性、厚度膨脹和體積膨脹的影響以及浸泡前后拉伸強(qiáng)力的對比。
　　通過測量和計算，兩種樹脂和兩種纖維均對復(fù)合材料的吸水性有影響。吸水率和膨脹率在生物樹脂與回收黃麻織物增強(qiáng)的組合中最大，并且隨著纖維含量的增大而增大。通過 minitab對實驗數(shù)據(jù)的擬合，分別得到上述3種試