纖維上漿處理及復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、隨著社會(huì)發(fā)展,復(fù)合材料的地位越來越重要,對力學(xué)性能和綠色環(huán)保的要求也越來越高。纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料因具有高強(qiáng)度、易加工、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),受到人們的青睞。力學(xué)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(fù)合材料研究的熱點(diǎn)。本文選用了具有優(yōu)良力學(xué)性能的尼龍6(PA6)和環(huán)?？山到獾木廴樗?PLA)作為基材,高強(qiáng)度碳纖維(CF)和綠色玉米纖維(CFA)作為增強(qiáng)相,采用表面上漿工藝,分別制備了碳纖維增強(qiáng)尼龍6和玉米纖

2、維增強(qiáng)聚乳酸復(fù)合材料。系統(tǒng)研究了復(fù)合材料的力學(xué)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(jìn)行表面上漿處理,制備了碳纖維增強(qiáng)尼龍6復(fù)合材料,并采用萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、熔體流動(dòng)速率儀、熱變形溫度測試儀、光學(xué)顯微鏡和SEM等對復(fù)合材料的力學(xué)性能、流動(dòng)性能、耐熱性能和形貌等進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,上漿劑濃度對復(fù)合材料強(qiáng)度有較大影響,拉伸和彎曲強(qiáng)度隨上漿劑濃度升高呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢,但復(fù)合材料流動(dòng)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(fù)合材料的拉伸和彎曲強(qiáng)度明顯提高,偶聯(lián)劑的含量對復(fù)合材料強(qiáng)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(fù)合材料,在此工藝下,纖維含量20 wt％的復(fù)合材料拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)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(fù)合材料,并采用萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、DSC、熱變形溫度測試儀和TEM等對復(fù)合材料的力學(xué)性能、

4、熱性能和形貌等進(jìn)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(fù)合材料拉伸和彎曲強(qiáng)度的提高,上漿處理復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、結(jié)晶度和熔點(diǎn)都有不同程度的提高,這幾種處理方式對復(fù)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(fù)合材料的強(qiáng)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(fù)合材料,驗(yàn)證了玉米纖維含量對復(fù)合材料的力學(xué)等性能有很大影響;接著用納米二氧化硅對上漿劑進(jìn)行