【摘 要】
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能源危机及环境问题,促使人们广泛研究植物纤维复合材料部分替代化纤在生产和生活中的应用。苎麻纤维是一种可再生、来源广、轻质廉价、可降解的植物纤维,同时比强度和比模量高,综合力学性能优异,日益成为人们研究的热点。但其在高温时易分解且具有较强的极性,影响了其复合材料的应用。本研究选取酚醛树脂作为基体材料,研究了预固化温度不同（130℃-2 h,155℃-2 h,180℃-2 h）对酚醛树脂及苎麻纤维增强
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能源危机及环境问题,促使人们广泛研究植物纤维复合材料部分替代化纤在生产和生活中的应用。苎麻纤维是一种可再生、来源广、轻质廉价、可降解的植物纤维,同时比强度和比模量高,综合力学性能优异,日益成为人们研究的热点。但其在高温时易分解且具有较强的极性,影响了其复合材料的应用。本研究选取酚醛树脂作为基体材料,研究了预固化温度不同（130℃-2 h,155℃-2 h,180℃-2 h）对酚醛树脂及苎麻纤维增强酚醛树脂复合材料（RFRP）性能的影响。通过热机械分析仪（TMA）原位连续测试跟踪热固性树脂的动态变形来评价固化进程。测试结果表明,酚醛树脂在一定条件下热处理固化后,固化并不充分。随着测试的连续进行,酚醛树脂进一步固化,表观玻璃化温度（Tg）移至更高温度。130℃-2 h的酚醛树脂第1次测试的Tg为127℃,第4次测试时Tg为200℃,升高了73℃。并且随着预固化温度的升高,酚醛树脂固化更充分,130℃-2 h的RFRP储能模量在测试区间内变化特别大,变化了21 MPa,而155℃和180℃的固化条件下差异不大,仅分别变化了6.3 MPa和3.1 MPa。在测试起始温度28℃时,130℃-2h、155℃-2 h和180℃-2 h的RFRP其储能模量相比于酚醛树脂分别提高了31.94%、30.52%和20.22%。由SEM图可以观察到纤维与树脂结合紧密,纤维欲拉出时纤维表面有残留的树脂。同时研究了热处理温度不同对苎麻纤维及复合材料性能的影响,发现随着热处理温度的升高,苎麻纤维的颜色逐渐变深,且其得到的复合材料热膨胀系数（CTE）逐渐减小,经120℃、150℃和180℃处理得到的苎麻纤维复合材料相比于未处理的苎麻纤维复合材料其CTE分别下降了11.02%、35.69%和54.09%,并且热处理后的苎麻纤维及其复合材料的热稳定性都有所改善。当采用不同的升温速率对复合材料进行动态力学性能测试时,发现升温速率越慢,复合材料的储能模量越高,动态力学性能越好。
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