苧麻纖維表面改性對(duì)其復(fù)合材料力學(xué)性能影響的研究.pdf

1、隨著科技的飛速發(fā)展，復(fù)合材料以其優(yōu)異的性能被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。苧麻纖維作為一種性能優(yōu)良的纖維，已成為復(fù)合材料增強(qiáng)纖維的首選原料之一。但是苧麻纖維表面膠質(zhì)的存在影響了復(fù)合材料界面的穩(wěn)定性，使得復(fù)合材料整體性能有所下降。因此，對(duì)苧麻纖維進(jìn)行表面改性已成為開發(fā)苧麻纖維復(fù)合材料的關(guān)鍵。
　　為了提高苧麻纖維與環(huán)氧樹脂之間的界面性能，本課題從綠色環(huán)保的角度出發(fā)，選用節(jié)能、高效的冷等離子體改性方法，對(duì)苧麻纖維表面進(jìn)行改性，并且運(yùn)用模壓工藝制作

2、苧麻纖維復(fù)合材料。通過(guò)測(cè)試苧麻纖維及其復(fù)合材料的性能，探究了苧麻纖維表面改性對(duì)其復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
　　課題研究包括四個(gè)方面:
　　(1)冷等離子體處理?xiàng)l件對(duì)苧麻纖維性能的影響。通過(guò)對(duì)苧麻纖維浸潤(rùn)性能、表面形態(tài)、拉伸性能、摩擦性能的測(cè)試，發(fā)現(xiàn)冷等離子體處理可去除苧麻纖維表面的膠質(zhì)和雜質(zhì)，使苧麻纖維表面的不規(guī)則條紋外露，增加了纖維的表面粗糙度。
　　(2)冷等離子體處理最佳工藝的選擇。在不同處理時(shí)間和功率的條件下，

3、對(duì)苧麻纖維表面進(jìn)行冷等離子體改性。通過(guò)分析苧麻纖維表面能及拉伸性能的變化，選擇改性效果明顯的參數(shù)進(jìn)行正交試驗(yàn)，最終選擇處理時(shí)間和處理功率分別為1min-100w處理、2min-150w處理、3min-200w處理。
　　(3)冷等離子體處理與堿處理對(duì)苧麻纖維性能影響的對(duì)比。與堿處理相比，冷等離子體處理對(duì)纖維的浸潤(rùn)性能與摩擦性能的影響更為顯著。冷等離子體處理和堿處理都會(huì)損傷纖維的拉伸性能。通過(guò)對(duì)處理時(shí)間和處理功率的選擇，可降低冷等離

4、子體處理對(duì)纖維拉伸性能的損傷。
　　(4)冷等離子體改性苧麻纖維表面對(duì)其復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。選用環(huán)氧樹脂作為基體材料，通過(guò)模壓技術(shù)，制作纖維含量為30％的苧麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料板。經(jīng)過(guò)力學(xué)性能的測(cè)試與分析，發(fā)現(xiàn)與未處理纖維相比，當(dāng)處理?xiàng)l件為3min-200w時(shí)，纖維的表面能和與環(huán)氧樹脂的粘附功分別增加了124.5％和59.1％。由SEM和AFM可以觀測(cè)到纖維表面被冷等離子體刻蝕，刻蝕作用增加了纖維與環(huán)氧樹脂的接觸面，二者的結(jié)合更