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竹原纤维是指采用独特的工艺从竹材中直接分离出来的纤维,具有密度低、强度大等特点。PLA是玉米秸秆等农作物经过发酵成乳酸后,由乳酸聚合而成,是一种低熔点的热塑性材料。竹原纤维/PLA复合材料力学性能优异,在土壤中可被微生物降解成二氧化碳和水,不污染环境。本文采用竹原纤维织物和PLA薄膜或长丝制作复合材料,研究其制作工艺和复合材料性能。1.对竹原纤维、PLA的结构与性能研究表明竹原纤维含有大量的亲水基团羟基,回潮率为11.59%,初始热降解温度319.91℃,竹原纤维的断裂强度为7.10cN/dtex;PLA薄膜的熔点为149℃。2.研究复合材料的热压工艺,通过热压时间、温度和压力三因素的单因子与正交试验,以复合材料拉伸强度为评价指标得出了最佳的热压工艺条件为:155℃、25min、15MPa;在此基础上,当竹原纤维的质量分数为46%时,复合材料纵向拉伸强度达到最大值76.69MPa。3.研究预处理对复合材料性能的影响,采用碱液和KH-550、KH-560、KH-570等硅烷偶联剂对竹原纤维表面预处理,复合材料的拉伸强度由76.69MPa,分别提高到103.26MPa、111.03Mpa、94.69MPa、92.59MPa,同时弯曲强度也得到了一定的提高;且扫描电镜分析表明经过预处理后的复合材料拉伸断裂截面较为平整。4.研究复合材料湿热老化性能和降解性能,复合材料在沸水中煮泡半个小时后,复合材料的吸水率在4%以下,在23℃水中浸泡30天后,复合材料的吸水率达到最大值10.41%,复合材料的拉伸强度有一定程度的降低。将复合材料在污泥中埋四个月,其表面破损严重,质量损失28.75%～37.31%,拉伸强度损失65.97%～79.78%。5.研究织物结构对复合材料力学性能的影响。采用竹原纤维纱线和PLA长丝交织成了11种织物,然后将该交织物和PLA薄膜叠层热压,当竹原纤维纱线和PLA长丝在纬向排列比为3?1,经纱捻度为90T/10cm、3/1斜纹时,复合材料纵向拉伸强度和弯曲强度达到最大值分别为72.98MPa、124.58MPa。