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本文主要研究了苎麻纤维脱胶率对其原长纤维和短切纤维复合材料力学性能的影响,以获得在不完全脱胶的情况下达到最优力学性能的复合材料产品,从而为低成本化、低污染化苎麻纤维复合材料的工业化生产提供理论基础。 课题研究包括三个方面:不同脱胶率下苎麻纤维的脱胶工艺确定和不同脱胶率下苎麻纤维的性能研究、苎麻原长纤维及短切纤维复合材料的制备工艺研究、不同脱胶率下苎麻纤维增强复合材料的力学性能研究。 本文通过对常规的苎麻纤维化学脱胶工艺进行调整和优化,获得了具有不同残胶率的苎麻纤维,并采用了纤维脱胶率指标来替代纤维残胶率指标,从而更好地表征苎麻纤维的胶质含量。通过多次脱胶实验,选用了四种不同脱胶状态下的苎麻纤维:脱胶率为0%的麻纤维(手撕原麻)、脱胶率为40%的麻纤维、脱胶率为70%的麻纤维和脱胶率为100%的麻纤维(精干麻),并对纤维性能进行了测试分析。结果显示,随着脱胶率的增大,纤维的拉伸断裂强力逐渐减小,摩擦系数逐渐增大,纤维表面也越来越光滑,但纤维纵向沟壑随之增多。由此可知,苎麻纤维不同脱胶率可能会对其复合材料的性能产生影响。 在苎麻纤维复合材料制备方面,为了获得纤维分散性更好、更为均匀的复合材料,对原长纤维进行人工扯松,对短切纤维进行机械扯松,利用絮棉被的方法铺网,采用树脂传递模塑(RTM)工艺制取了8种不同脱胶率下原长纤维复合材料和短切纤维复合材料,并对其力学性能进行了测试和分析。 结果表明,脱胶率对麻纤维热固性树脂复合材料性能的影响较为显著。随着苎麻纤维脱胶率的增大,原长纤维复合材料的拉伸性能和短切纤维复合材料的压缩性能波动性较大,原长纤维复合材料的弯曲性能和短切纤维的拉伸性能先增大后减小,原长纤维复合材料的压缩性能、剪切性能、冲击性能和短切纤维复合材料的的弯曲性能、剪切性能和冲击性能均有增加的趋势。特别是,纤维脱胶率为70%时,苎麻原长纤维增强复合材料的力学性能最优,当脱胶率为40%时,苎麻短切纤维增强复合材料的力学较优。总的来说,苎麻原长纤维增强复合材料的拉伸性能、弯曲性能优于苎麻短切纤维增强复合材料,压缩性能基本持平,但剪切性能和冲击性能却比苎麻短切纤维增强复合材料差。