纖維布-重組竹復合材料的制備工藝及性能研究.pdf

1、重組竹具有廣泛的應用價值和市場前景，作為一種新型的復合材料而倍受關注。重組竹在新領域的應用，提高它的各方面的性能，提升其附加值，拓寬其應用范圍，還有待研究者們的不斷努力和研發(fā)開拓。本文以重組竹為基材，表面分別碳纖維布(Carbon Fiber Sheet, CFS)和玻璃纖維布(Glass Fiber Sheet,GFS)為增強體，環(huán)氧樹脂(Epoxy resin, EP)為基體，采用熱壓成型工藝制備CFS(GFS)/重組竹復合材料，以

2、達到提高重組竹的力學性能，如彈性模量(Modulus ofElastic，MOE)、靜曲強度(Modulus ofRupture，MOR)、抗彎剛度等，提高其耐水性、耐候性，為指導纖維布在重組竹增強過程中的應用以及重組竹在建筑結構件中的應用提供試驗依據(jù)和理論指導。
　　對重組竹材進行基本力學性能進行測定，結果顯示：重組竹的順紋抗拉強度、順紋抗壓強度、橫紋抗壓強度、橫紋抗拉強度、水平抗剪強度、彈性模量和靜曲強度分別為137.2 MP

3、a、101.7 MPa、33.1 MPa、8.1 MPa、13.7 MPa、8916.5 MPa、110.4 MPa。其中橫紋抗拉強度僅為順紋抗拉強度的5.9％。
　　用DSC測得EP不同升溫速率時的固化反應熱，用外推法得出固化反應溫度接近80℃，對比固化反應時和固化后EP的反應熱得到其固化度為97.1%。由DMA分析可知，經(jīng)過常溫固化24 h后，再經(jīng)80℃固化8 h后，EP的Tg為82.9℃，tanδ為0.417；測試溫度為40

4、℃時，EP的E'為3486.2 MPa；EP的彎曲強度可達81.58 MPa，彎曲模量為2351.27 MPa，拉伸強度可達69.97 MPa，斷裂伸長率為13.89%
　　采用單因素試驗，DMA分析技術和力學性能測試，得出CFS/重組竹復合材料制備工藝：預固化壓力為4 MPa，熱壓條件為120℃、4 h時，纖維布與樹脂質量比為1：2；GFS/重組竹復合材料制備工藝：預固化壓力為4 MPa，熱壓條件為120℃、4 h時，纖維布與樹

5、脂質量比為1：1.5。以此工藝分別制備CFS或GFS/重組竹復合材料，分析了重組竹與單雙面的纖維布/重組竹復合材料力學性能和吸水性的差異，結果表明：兩種纖維布的兩種復合方式都能顯著提高重組竹的力學性能和耐水性能，雙面較單面復合方式增強效果好，耐水性能較優(yōu)。其中，雙面CFS/重組竹復合材料的MOE、MOR、wet MOE和wet MOR分別提高了：202.9%、142.5%、81.9%和81.8%；與重組竹相比，抗彎剛度提高了292.74

6、%， 質量可減輕31.9%。雙面 CFS/重組竹復合材料的吸水率最低，與未貼面的重組竹相比，24 h吸水率下降了26%，干濕循環(huán)后的吸水率下降了13.4%。
　　研究了紫外加速老化對CFS或GFS/重組竹復合材料力學性能、表面顏色變化和動態(tài)熱機械性能的影響，結果顯示：紫外加速老化前期，CFS或GFS/重組竹復合材料的力學性能均有所增強，老化后期，復合材料力學性能出現(xiàn)略微下降并未出現(xiàn)大幅度下降。用Color i7測色配色系