瓦楞纸板/玻璃纤维毡增强热固性树脂复合材料的弯曲性能及隔声性能研究

摘要

近年来，纤维增强聚酯复合材料在汽车工业，航天工业，船舶制造，土木工程等众多关键领域扮演者愈加重要的角色。其中，天然纤维增强复合材料以其质轻、低能耗等优点逐渐受到重视。其中，天然纤维增强复合材料以其质轻、低能耗能耗等优点将有可能替代传统的复合材料作为应用于实际生活。纸质产品作为一种纤维素纤维制品，是生活中最普遍的日常用品之一，需要大量木材和水来制备。正因为如此，大量森林植被被破坏，水资源被消耗，创建环境友好型社会的需求迫在眉睫，有关纸质产品的回收利用受到愈加的关注。其中有一种纸质产品叫做瓦楞纸板，基于它轻质、特殊波纹结构、具有缓冲性能等优点随着物流产业的发展被规模化生产，然而却伴随着大量废弃物，因此瓦楞纸板的回收利用将成为不可避免的趋势。瓦楞纸板的特殊结构给予其在工程方面应用提供可能性，但是由于纸板本质，其表面性能相对较弱，引入玻璃纤维毡叠层增强其表面性能。在本课题中，三种不同楞高瓦楞纸板作为主要材料，另外玻璃纤维毡作为表面增强材料或者夹心材料与瓦楞纸板叠层放置增强热固性树脂复合材料，通过手糊成型和压模成型的方法制成六种不同结构的波纹纸板/玻璃纤维毡增强不饱和树脂复合材料。本课题中，主要测试六种材料的弯曲性能和隔音性能测试，并且重点分析瓦楞纸板/玻璃纤维毡复合材料的弯曲破坏过程及隔音效果的差异，并对不同结构进行比较，探索瓦楞纸板/玻璃纤维毡复合材料的有利结构，应用于规模生产并起到回收利用的作用。弯曲结果发现不同叠层结构瓦楞纸板复合材料的弯曲性能有明显差异，其中[GM2/A/GM2]型瓦楞纸板复合材料相比其它瓦楞纸板复合材料，具有较大的优越性。MD、TD试样的弯曲测试结果差异较大，并在弯曲测试过程中发现两种不同的弯曲模式。MD试样在弯曲过程中，与试验机压头接触区域瓦楞纸板结构先遭到破坏，逐步被压塌，上下层玻璃纤维层慢慢接近，且试样左右两边出现上屈曲状态。TD试样在弯曲过程中，试样两端区域瓦楞结构先向左右两边倒塌，中部无明显变化。试验后期中部瓦楞结构被压塌，且不同层玻璃纤维层不同时破坏，大部分试样从顶层逐步向底层破坏。在隔声测试结果中，[GM2/A/GM2]型复合材料的隔声性能比基础结构的瓦楞纸板复合材料好；相比其它两种复杂叠层复合材料，该结构瓦楞拱形结构小，孔洞多，反射、折射及衍射频率高，且声桥较少。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 引言

1.2 纤维素纤维及其复合材料研究现状

1.2.1 纤维素纤维

1.2.2 纤维素纤维复合材料

1.3 瓦楞纸板概述

1.3.1 瓦楞纸板的发展现状与趋势

1.3.2 瓦楞纸板的原料与结构

1.3.3 国内外研究现状

1.4 隔音材料

1.4.1 声音研究背景

1.4.2 降噪原理

1.4.3 隔音材料的研究概况

1.4.4 国内外研究现状

1.5 不饱和聚酯树脂

1.6 手糊成型工艺

1.7 展望

2 实验样品的成型与试件的制备

2.1 实验样品的成型

2.1.1 实验材料

2.1.2 材料结构设计

2.1.3 手糊成型

2.2 试件的制备

2.2.1 弯曲试件的制备

2.2.2 隔声测试试件的制备

3 弯曲性能与隔音性能测试

3.1 实验仪器介绍

3.1.1 万能材料试验机

3.1.2 混响室-消声室隔声测试装置

3.1.3 扫描电子显微镜

3.2 实验内容

3.2.1三点弯曲试验

3.2.2 隔声测试

3.2.3 扫描电子显微镜观察

4 实验结果与讨论

4.1 三点弯曲试验结果

4.1.1 弯曲应力-挠度曲线比较

4.1.2弯曲强度/模量分析

4.1.3 MD、TD试样弯曲性能分析

4.1.4六种材料弯曲过程讨论与分析

4.2 隔音测试结果及分析

4.2.1 隔声频谱特征曲线分析

4.2.2 平均隔声量比较

4.2.3 加层材料的隔声性能

5 结论

5.1 实验结论

5.2 不足与展望

参考文献

致谢