可回收黃麻-環(huán)氧樹脂復(fù)合材料拉伸強(qiáng)力和吸水性的研究.pdf

1、環(huán)境惡化、資源匱乏和能源危機(jī)促使人們意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性以及提高資源利用率和可持續(xù)發(fā)展的迫切性。復(fù)合材料高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)在工程材料的領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，但是復(fù)合材料的高耗能、材料的廢棄、回收等帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題也不容忽視。因此，降低復(fù)合材料的能耗，解決材料的再生和循環(huán)利用的問(wèn)題迫在眉睫。天然植物纖維價(jià)廉質(zhì)輕，比強(qiáng)度優(yōu)良，可自然降解，再以可降解樹脂為基材，開(kāi)發(fā)出可完全降解的綠色復(fù)合材料具有良好的工業(yè)前景和環(huán)保意義。綠色復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)也越

2、發(fā)引人注目。20世紀(jì)80年代以來(lái)，學(xué)者們開(kāi)始了對(duì)植物纖維的研究并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。同時(shí)，纖維素纖維與熱固性/熱塑性樹脂的復(fù)合材料的研究也日益增多。但真正嚴(yán)格意義上的綠色復(fù)合材料其基體和增強(qiáng)體都應(yīng)該來(lái)源于可再生資源，并且可以完全生物降解。這方面的研究也是近幾年復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)。
　　本研究使用的植物性纖維—黃麻，是一種可生物降解且應(yīng)用前景非?？捎^的“綠色”纖維，其低成本、低密度、高比強(qiáng)度和可再生性的優(yōu)勢(shì)使黃麻廣泛應(yīng)用于高分子復(fù)合材

3、料的增強(qiáng)體。傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂和生物可降解的環(huán)氧樹脂作為對(duì)比也在本研究中使用。現(xiàn)階段對(duì)綠色復(fù)合材料的研究主要是針對(duì)不同增強(qiáng)體和基材的制備、不同的成型方法以及界面的改進(jìn)。但是，這類復(fù)合材料的一個(gè)特性，也正是本文的討論重點(diǎn)—吸水性導(dǎo)致的幾何形變和力學(xué)性能損失阻礙了它們的戶外實(shí)際應(yīng)用。在這項(xiàng)研究中，普通環(huán)氧樹脂和生物環(huán)氧樹脂分別作為基體，回收黃麻和新的黃麻織物作為增強(qiáng)體，制成的復(fù)合材料浸入水中直至飽和以研究其吸水性對(duì)機(jī)械性能和幾何性狀的影響。自制

4、的鋁制模具用于制作樣品。試樣樣品有3種組合：純樹脂，樹脂與一層黃麻織物結(jié)合，以及樹脂和兩層黃麻織物結(jié)合。本次研究測(cè)量了試樣在460小時(shí)的浸水后，不同的黃麻纖維含量對(duì)吸水性、厚度膨脹和體積膨脹的影響以及浸泡前后拉伸強(qiáng)力的對(duì)比。
　　通過(guò)測(cè)量和計(jì)算，兩種樹脂和兩種纖維均對(duì)復(fù)合材料的吸水性有影響。吸水率和膨脹率在生物樹脂與回收黃麻織物增強(qiáng)的組合中最大，并且隨著纖維含量的增大而增大。通過(guò) minitab對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合，分別得到上述3種試