【摘 要】
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随着人们生态环境保护意识的提高,天然纤维增强复合材料因其绿色环保的潜力受到广泛欢迎,逐渐成为现有合成纤维复合材料的替代产品。与一些高强合成纤维相比,天然纤维的密度较低,重量更轻,使得以其为原料制备的复合材料也更加轻质高强。例如,黄麻聚合物基复合材料已开始应用于汽车领域,例如内门板、座椅靠背等,另外在土工织物、建筑和家具行业等方面也有广泛应用前景。本文从科学环保的角度出发,选用黄麻纤维作为增强体,利
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随着人们生态环境保护意识的提高,天然纤维增强复合材料因其绿色环保的潜力受到广泛欢迎,逐渐成为现有合成纤维复合材料的替代产品。与一些高强合成纤维相比,天然纤维的密度较低,重量更轻,使得以其为原料制备的复合材料也更加轻质高强。例如,黄麻聚合物基复合材料已开始应用于汽车领域,例如内门板、座椅靠背等,另外在土工织物、建筑和家具行业等方面也有广泛应用前景。本文从科学环保的角度出发,选用黄麻纤维作为增强体,利用针刺加固法将纤维制备成为均匀且具有一定强力的黄麻非织造布;选用PLA作为聚合物基体,利用热压法将PLA颗粒制备成均匀薄质的PLA膜,以便后续复合材料制备成型的均匀性。黄麻/PLA复合材料的制备则采用了工艺简单、生产效率高的薄膜堆积法,将纤维毡与PLA膜层层铺叠,再通过热压法制备材料样品。课题具体研究内容分为以下三部分:（1）探究了复合材料制备过程最佳热压温度与热压时间,发现模压制备黄麻/PLA复合材料的最佳制备条件为:温度190℃,热压时间为3 h。（2）探究了不同纤维树脂比例及铺层方式对复合材料的热学、力学性能影响。研究发现复合材料力学性能随着黄麻纤维层的增加而提高;而在不同铺层方式中,交叉铺层显示出更好的拉伸与弯曲等性能。此外,当上层PLA层少于底层时,材料表现出更好的结合,说明模压制备对PLA树脂的流动性有一定的限制。（3）为改善黄麻纤维与基体之间的界面,通过对黄麻纤维表面进行NaOH处理及KH570处理,比较两种不同处理方式及其共同作用时对材料综合性能的影响。研究发现NaOH处理可以去除纤维表面小分子物质,增强了材料拉伸、弯曲、动态热机械等性能。KH570处理降低了纤维结晶度,但同时由于化学反应改善了纤维于树脂界面的结合、程度,进而明显提升了材料的弯曲强度,对材料的拉伸性能也有一定提升。经过5%NaOH与5%KH570共同处理相较二者分单一作用时,复合材料的拉伸、弯曲、热稳定性及动态热机械性能都有了明显提高。
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