纖維上漿處理及復合材料的性能研究.pdf

1、隨著社會發(fā)展,復合材料的地位越來越重要,對力學性能和綠色環(huán)保的要求也越來越高。纖維增強樹脂基復合材料因具有高強度、易加工、耐腐蝕等優(yōu)點,受到人們的青睞。力學性能的影響因素除材料本身外,界面結(jié)合性能也是關(guān)鍵要素,因此界面改性一直是復合材料研究的熱點。本文選用了具有優(yōu)良力學性能的尼龍6(PA6)和環(huán)?？山到獾木廴樗?PLA)作為基材,高強度碳纖維(CF)和綠色玉米纖維(CFA)作為增強相,采用表面上漿工藝,分別制備了碳纖維增強尼龍6和玉米纖

2、維增強聚乳酸復合材料。系統(tǒng)研究了復合材料的力學性能、熱變形溫度、熔融指數(shù)、結(jié)晶性等性能。
　　首先對碳纖維進行表面上漿處理,制備了碳纖維增強尼龍6復合材料,并采用萬能試驗機、沖擊試驗機、熔體流動速率儀、熱變形溫度測試儀、光學顯微鏡和SEM等對復合材料的力學性能、流動性能、耐熱性能和形貌等進行了表征。結(jié)果表明,上漿劑濃度對復合材料強度有較大影響,拉伸和彎曲強度隨上漿劑濃度升高呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢,但復合材料流動性隨著上漿劑濃度的

3、升高而增大;相同纖維含量下,添加偶聯(lián)劑后,復合材料的拉伸和彎曲強度明顯提高,偶聯(lián)劑的含量對復合材料強度影響不大;得到最佳加工工藝后,制備了不同碳纖維含量尼龍6復合材料,在此工藝下,纖維含量20 wt％的復合材料拉伸、彎曲和沖擊強度最高;少量碳纖維就可以大幅度提高材料的熱變形溫度。
　　本文還對玉米纖維表面上漿處理,制備了玉米纖維/PLA復合材料,并采用萬能試驗機、沖擊試驗機、DSC、熱變形溫度測試儀和TEM等對復合材料的力學性能、

4、熱性能和形貌等進行了表征。測試結(jié)果顯示,玉米纖維上漿處理比堿處理和堿/硅烷偶聯(lián)劑處理更有利于復合材料拉伸和彎曲強度的提高,上漿處理復合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、結(jié)晶度和熔點都有不同程度的提高,這幾種處理方式對復合材料的熱變形溫度基本無影響;上漿劑濃度對玉米纖維/PLA復合材料的強度等性能也有較大影響;得到最佳加工工藝后,制備了不同玉米纖維含量的PLA復合材料,驗證了玉米纖維含量對復合材料的力學等性能有很大影響;接著用納米二氧化硅對上漿劑進行