亚麻纤维/低熔点涤纶非织造预成型件增强复合材料的研究

摘要

本课题研究的主要内容是模压方法加工亚麻纤维增强低熔点涤纶(LMPET)复合材料，预成型件为亚麻/LMPET混合非织造布，并且测试、分析了的复合材料的各项性能。 不同混合比例的亚麻/LMPET纤维经过开松、梳理成网加工成非织造布。研究表明，麻纤维重量百分含量在40％附近，加工的复合材料板的力学性能最好；加工的纤维网由于存在纵横向的强力差异，导致最终复合材料板的纵横向强力差异，纵向力学性能远远高于横向，采用正交铺层的方式可以显著改善纵横向的强力。层合板复合材料相对于单层板复合材料纵向来说拉伸强度降低了46％，弯曲强度降低了10％，而相对于横向来说拉伸强度增加了40％，弯曲强度增加50％。盖板梳理机加工的复合材料强力高于罗拉梳理机加工的。 模压工艺参数对最终复合材料板的力学性能有决定性的影响。模压压力9MPa，模压压力越大，复合材料板越密实、强力越高；模压温度在180℃附近时强力最高，高于或低于此温度时强力都会降低；模压时间为30分钟时加工出的复合材料板的力学性能比较好，同时也有利于缩短成型时间；对预成型件预热可以提高复合材料的成型性，但是由于纤维的受热卷曲，复合材料的纵向力学性能下降。 亚麻纤维同LMPET之间界面的粘合效果对于复合材料的最终强力影响非常大。经过碱液处理后麻纤维同LMPET的粘合效果提高，处理后纵向的拉伸强度提高了10％，弯曲强度提高了22％；横向的拉伸强度提高了2％，弯曲强度提高了14％。复合材料的抗冲击性能下降，硬度有所提高。 研究了异型件复合材料的成型性及其特点。设计、加工了异型件模具，加工了异型件复合材料。研究表明此方式加工异型件复合材料同传统的成型方法相比，成型快、预成型件加工方便、适于大批量生产、可以加工复杂形状。

目录

文摘

英文文摘

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学位论文的主要创新点

第一章前言

1.1纤维增强热塑性复合材料的研究进展

1.1.1复合材料简介

1.1.2纤维增强聚合物基复合材料制备技术和发展现状

1.1.3亚麻纤维增强复合材料的研究进展

1.2课题研究的意义和内容

1.2.1本课题研究的意义

1.2.2本课题主要研究内容

第二章实验部分

2.1实验原料

2.1.1原料及性能

2.1.2实验用仪器及设备

2.2实验方案设计

2.2.1预成型件实验方案

2.2.2复合材料模压成型工艺方案

2.3复合材料板性能测试

2.3.1拉伸性能测试

2.3.2弯曲性能测试

2.3.3复合材料体系微观相态扫描电镜分析

2.3.4差示扫描量热法和热重法/微商热重法分析

2.3.5巴氏硬度

2.3.6抗冲击实验

第三章结果与讨论

3.1复合材料板材的制备及分析

3.1.1工艺参数对复合材料性能的影响

3.1.2麻纤维含量对复合材料板强度的影响

3.1.3复合材料板纵横向力学性能的比较

3.1.4复合材料的硬度

3.1.5复合材料抗冲击性能

3.1.6麻纤维增强LMPET、热固性树脂板材性能的比较

3.2层合板复合材料的制备及分析

3.2.1层合板复合材料的制备

3.2.2层合板复合材料的力学性能

3.3复合材料界面研究

3.3.1麻纤维表面改性处理

3.3.2碱液处理对复合材料板性能的影响

3.4经济效益

本章小结

第四章异型件复合材料

4.1异型件复合材料模压成型工艺

4.1.1模压成型工艺

4.1.2模压成型工艺的特点

4.1.3异型件模具的设计

4.1.4异型件复合材料模压成型

4.2异型件复合材料性能分析

本章小结

第五章结论

5.1课题总结

5.2前景展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文

致谢