竹纤维增强环氧树脂复合材料力学性能研究.pdfVIP

第 39卷 第 8期 化 工 技 术 与 开 发 V0l-39 No．8 2010年 8月 Technology DevelopmentofChemicalIndustry Aug．2010 竹纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究 梁春群 ，莫 攸 (广西师范学院化学与生命科学学院院，广西 南宁 530001) 摘 要：采用硅烷偶联剂对竹纤维进行表面改姓，通过热压成型工艺制备了竹纤维增强环氧树脂 (EP)复合材料。研 究了竹纤维 (BF)的长度、竹纤维含量和CaCO3含量对竹纤维／环氧 (BF／EP)复合材料力学性能的影响。结果表明，竹纤 维增强环氧复合材料 ，拉伸和冲击强度得到明显改善；当竹纤维含量为20％时，BF／EP复合材料的力学性能最佳，拉伸和冲 击强度分别达到 37．64MPa、8．30MPa。 关键词：竹纤维 环氧树脂 复合材料 力学性能 中图分类号：TB322 文献标识码：A 文章编号：1671-9905(2010)08·0023-04 目前纤维增强复合材料 中的增强纤维主要是 lgL·～，焦磷酸钠浓度为0．5gL·的溶液里煮沸2h，脱 由玻璃纤维、芳纶和碳纤维等，这些增强纤维材料 去纤维表面的胶质，再用酸洗和水洗，最后处理成 性能 良好且均匀，但它们一般都存在着加工困难、 细丝状 ，在70C下烘干5h，取出备用Il“。 耗能大、造价高、易造成环境污染等问题。而天然 往95％的乙醇水溶液 中加入浓度为O．6％的 植物纤维如竹纤维等来源广泛、性能适中，它们在 KH-550型硅烷偶联剂，比例为6：4，充分混合1h，用 复合材料中的应用正越来越引起国内外材料界的 醋酸调节pH为4，把上面处理好的竹纤维放人上述 重视 】【一。我国竹类资源丰富，竹材产量高，而竹子的 溶液中浸泡1．5h，取出竹纤维并在70C恒温烘箱中 再生能力强，成材期短，生长迅速，栽种成活后4～5 干燥。 年即可成林砍伐。竹材料纤维由于其强度高、原料 1-3 复合材料的制备和性能测试 丰富、天然抗菌性好、吸湿放湿和质感柔软等特点， 采用热压成型制作竹纤维增强环氧树脂复合 目前主要用于建筑、造纸和纺织r卜9】等行业，因其有 材料板。室温下将竹纤维、环氧树脂、聚酰胺、邻 很好的强度特性，也用于制作高性能的复合材料 m【】。 苯二甲酸二丁脂、咪唑、无水乙醇混合均匀，将混 本文对竹纤维进行改性，并将改性竹纤维作为增强 合物放人模具中，在平板硫化机上预热15min,然后 材料，制备了竹纤维增强环氧树脂复合材料 ，并研 加压，在80C下保压固化3h,再在100(2下保压固化 究了材料的力学性能。 2h，开模取出放人烘箱抽真空至0．07MPa,在IO0~C下 1 实验部分 烘20h，制成复合材料。放置7d后测试相关的力学性 能。拉伸性能按照GB／1r1040测试；冲击性能按照 1．1 主要原料与仪器 G汀1843测试。 原料：环氧树脂 E．44和低分子量聚酰胺树脂 650(工业 品)、氢氧化钠 (AR)、硅烷偶联剂 2 实验结果与讨论 (r~-550)(I业品)、高锰酸钾(AR)、冰醋酸(AR)。 2．1 竹纤维含量对复合材料力学性能的影响 仪器：XWW-20型万能试验机、XYZ．12型哑 从图l和图2可知，竹纤维增强环氧树脂复合 铃型制样机、XQZ．1型缺口制样机、XJUD一55电子 材料的力学性能均比未添加竹纤维的环氧树脂复 悬臂梁冲击试验机。