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《中南林业科技大学》 2007年
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竹纤维/聚丙烯复合材料的研究

杨凌云  
【摘要】:植物纤维增强热塑性复合材料具有韧性好、环保绿色、废弃处理容易、质量轻及可持续发展等优点,在国外已被用于汽车、建筑等民用领域,而国内这方面的研究刚刚处于起步阶段。 本论文主要是采用竹纤维和改性聚丙烯纤维混合,再施加一定量的醇溶性酚醛胶粘剂,复合制成低密度复合片材,然后再在合理的模压条件下将片材模压成我们所需要的异型部件。主要包括四个部分: (1)竹纤维提取。竹纤维的提取是借鉴麻纤维化学脱胶工艺的基础上,从竹材中提取出适用于制造复合材料、具有较好柔软性的竹纤维,提取后的竹纤维断裂拉伸强度为5.2cN/dtex。 (2)聚丙烯纤维表面改性。首先对聚丙烯纤维采用低温等离子体改性,然后对其进行吸湿性测试,通过正交试验设计,考察放电功率、处理时间、处理压强对聚丙烯纤维吸水量的影响,得出较优工艺参数为:放电功率为50W,压强为20Pa,时间为5min。 (3)低密度复合片材的热压工艺研究。根据竹纤维与聚丙烯纤维的特性,选择合理的胶粘剂,根据多次实验,得出采用醇溶性酚醛胶较适宜,通过单因素分析得出合理的施胶量,然后在固定施胶量的前提下,选择合理的热压温度,热压时间,片材密度和原料配比等因素进行正交试验设计,得出较佳的热压工艺参数为:密度为0.65g/cm3,竹塑配料比为70:30,温度为140℃,时间为11 min在此条件下,片材的拉伸强度和内结合强度均最好,分别达到6.3MPa,0.28MPa。 (4)模压工艺研究。通过模压工艺将低密度复合片材加工成各种异型部件。首先采用单因素分析法得出模压用片材的最佳配料比,然后采用正交试验法,考察模压密度、模压温度和模压时间三因素对复合材料力学性能的影响,得出复合材料的较优工艺为:密度为1.1g/cm3,竹塑配料比为60:40,温度为180℃,时间为13min。此条件下模压复合材料综合力学性能最好,其中静曲强度平均可达31.7MPa,弹性模量平均可达3.5GPa,冲击强度平均可达12.3KJ/m2。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ320.7

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