亚麻非织造织物增强复合材料的研究
该课题主要研究以亚麻纤维针刺非织造物为增强体的复合材料板材的制备、测试并分析其力学性能.文中首先介绍和分析了亚麻纤维的特性并对长细度等指标进行了测试.作为增强体最基本的单元,亚麻纤维的性能对最终产品——复合材料板材的力学性能有着很大的影响,纤维的承载能力决定着板材承载能力的大小.其次,该课题采用针刺工艺制备不同铺网方式(平行铺网和交叉铺网)、不同针刺密度(针刺1次~7次)的亚麻针刺非织造物10余种,作为复合材料的增强体.在与树脂复合前,对针刺非织造物进行了各种基本参数的测定,包括非织造物的厚度、定量、拉伸性能等.最后,对于制得的针刺非织造物,采用真空辅助树脂传递模塑法(Vacuum Assisted Resin Transfer Molding,VARTM)与不饱和聚酯树脂复合成板材,并与采用模压法制备的相同亚麻纤维针刺非织造物增强的环氧树脂复合材料板材进行了对比试验与分析.复合过程进行得好坏,关键取决于树脂对纤维的渗透以及两者之间的结合情况.一般来说纤维与树脂通过化学反应形成稳固基团时最为理想.这就要考虑树脂与纤维的界面相容性、树脂的流动性以及固化条件和时间等诸多因素.通过多次试验,找到了最佳实验方法,制备出了较为理想的板材.通过对上述复合材料板材进行拉伸、弯曲性能测试,比较了各种针刺工艺在不同铺网方向的力学性能.从中可以发现,亚麻纤维针刺非织造物的力学行为在复合材料板材力学性能中起着主要作用.平行铺网的纤维毡在受到与铡网方向相同的拉伸载荷时,大多数纤维能够有效地分担载荷.因此平行铺网亚麻针刺非织造物复合材料的纵向拉伸性能最优.为了比较在其它条件相同时,不同纤维处理即经过碱处理的漂白纤维与未处理的原纤维、不同树脂即环氧树脂与不饱和聚酯树脂对于最终复合材料力学性能的影响,制作了原麻/不饱和聚酯树脂复合材料板材、漂白麻/不饱和聚酯树脂复合材料板材、漂白麻/环氧树脂复合材料板材.通过力学性能的测试以及SEM图像分析得知漂白麻增强不饱和聚酯以及漂白麻增强环氧树脂复合材料的力学性能较优.这说明树脂和纤维之间的界面结合是影响板材力学性能的另一个重要因素,因此对亚麻纤维进行适当的界面处理是很有必要的.
亚麻纤维;针刺工艺;VARTM;不饱和树脂;环氧树脂;复合材料板材;拉伸性能;弯曲性能;扫描电镜
天津工业大学
硕士
纺织工程
王瑞;焦晓宁
2003
中文
TS174
51
2005-01-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）