纤维含量对VARTM制备竹纤维/环氧树脂复合材料性能影响

来源 :复合材料学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ruqianwusan3
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纤维含量是影响真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)技术制备高性能纤维复合材料的关键因素之一,通过考察竹纤维(BF)含量对VARTM成型过程中环氧树脂(EP)浸渍BF效果及BF/EP复合材料性能的影响,为竹纤维复合材料实际应用提供理论支撑.利用湿法层铺工艺将竹纤维束制作成竹纤维毡,再利用VARTM成型工艺制备出BF含量为0wt%、15wt%、25wt%、35wt%和45wt%的BF/EP复合材料.采用ESEM、超景深显微镜、力学试验机、TG、DMA对BF/EP复合材料的树脂浸渍纤维效果、吸水性、力学性能和耐热性能进行表征.研究结果表明:EP注射难度随BF含量增加而增大,BF/EP复合材料的吸水率随BF含量的增加逐步增加,35wt%时显著增加.随着BF含量的增加BF之间机械互锁性更强,能有效分散复合材料破坏应力,45wt%的BF/EP复合材料与15wt%相比弯曲强度、弯曲模量、剪切强度和冲击韧性分别提升了84%、64%、103%和101%.BF含量的增加使BF/EP复合材料在380℃之前热解速率加快,在此之后热解速率减缓,当BF含量多于35wt%时,BF/EP复合材料中的BF热分解剩余的无定形碳作为保护层能减少挥发性降解产物渗透到BF/EP复合材料中延缓热解反应.BF含量为45wt%时,致密的竹纤维毡能够限制树脂分子链段运动从而提高BF/EP复合材料的耐热性.当有高性能、低成本、使用场景为室内需求时可采用BF含量为45wt%制备BF/EP复合材料.
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