【摘 要】
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以纺织材料为增强体的复合材料近年来已得到了深入的研究和迅速的发展,并在航空航天、运动器材和医药设备等领域广泛应用。在临时道路铺设领域,纤维增强复合材料也在寻求着发展与应用。本课题选用芳纶1414和高强涤纶两种原料,探索织造工艺,设计织造参数,解决织造过程的问题,采用三维立体组织结构进行截面结构为矩形、三角形和菱形的三种中空机织物增强体的织造,对增强织物进行了拉伸性能的测试分析。发现织物的拉伸强度表
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以纺织材料为增强体的复合材料近年来已得到了深入的研究和迅速的发展,并在航空航天、运动器材和医药设备等领域广泛应用。在临时道路铺设领域,纤维增强复合材料也在寻求着发展与应用。本课题选用芳纶1414和高强涤纶两种原料,探索织造工艺,设计织造参数,解决织造过程的问题,采用三维立体组织结构进行截面结构为矩形、三角形和菱形的三种中空机织物增强体的织造,对增强织物进行了拉伸性能的测试分析。发现织物的拉伸强度表现出纬向>经向的规律;在织物经向,三角形和菱形结构织物的拉伸强度相近,均大于矩形织物;在织物纬向,三角形与矩形两种中空三维立体织物的拉伸强度相近,均小于菱形截面的中空三维立体织物。为改善增强织物与基体的粘结性能,设计三因素三水平正交试验进行低温等离子体改性,得涤纶改性的最优方案为放电功率150W,处理时间300s,放电压强10Pa;芳纶的最佳条件为放电功率100W,处理时间300s,放电压强20Pa。通过单纤强力、静摩擦系数、扫描电镜、纤维表面接触角和红外光谱分析表明改性在基本未损伤纤维的情况下增大了其表面粗糙程度、提高了浸润性,更利于其与树脂基体的复合。研究了热烘法制备PVFM泡沫塑料的工艺。发现:加入2%的甘油可改善其塌孔现象;使用浓度25%的无机盐溶液进行硬化处理后,无甘油试样组和2%甘油试样组湿态下相较于硬化前的拉伸强度分别提升了190.7%和166.1%,泡沫的热稳定性也有所提升。用RTM成型法将增强体织物与泡沫基体复合得到三维基布增强-PVFM复合材料,其硬化前后的抗压、抗弯性能分析表明:复合材料的抗压主结构为泡沫基体;涤纶增强体复合材料的压缩性能优于芳纶增强体复合材料,涤纶增强体复合材料的弯曲性能不如芳纶增强体复合材料;增强体结构对复合材料压缩性能影响表现为菱形截面>三角形截面>矩形截面,弯曲性能影响表现为菱形截面织物复合材料优于另外两种截面织物复合材料。硬化处理使得复合材料在湿态下获得了一定的抗压、抗弯能力;各结构复合材料硬化后干态下的压缩强度比硬化前平均提高了9.2%,弯曲强度平均上升了7.4%。复合材料在1.5倍挠度时能避免像纯PVFM一样产生完全的弯曲变形破坏;与纯PVFM相比,复合材料的压缩性能有所提升,压缩变形后浸水可恢复原状,且在压缩率低于25%时基本没有性能的损失。可见其在临时道路铺设应用的可能性。共有图36幅,表17个,参考文献112篇。
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