BF增强竹木复合材料一次成型工艺技术研究

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玄武岩纤维增强竹木复合材料,既能保留木材和竹材的天然特性,又能增强其强度,进一步高效利用可再生竹材和木材资源。本文以不饱和聚酯树脂及异氰酸酯为胶黏剂采用正交试验对一次成型工艺进行了研究。玄武岩纤维与竹材、木材一次成型能够解决二次成型时纤维增强树脂(FRP)与树脂二次胶合困难的问题,同时也能够满足一些特殊形状材料(如复合材料杆件)的制备。此外,为了改善玄武岩纤维与树脂结合的界面,研究了马来酸酐二次接枝处理纤维的工艺,并将此工艺与其他处理方式进行了对比。研究表明:(1)研究时间、压力、处理方式三因素对不饱和聚酯树脂基的BF/竹/木复合材料胶合性能的影响。得出一次成型优化工艺:时间:90mmin,压力:1.6MPa,处理方式:竹黄及樟子松表面HMR处理,竹青表面KH550处理。(2)研究时间、压力、处理方式对异氰酸酯基的BF/竹/木复合材料胶合性能的影响,得出优化一次成型工艺:时间:120min,压力:1.6MPa,处理方式:竹黄及樟子松表面HMR处理,竹青表面KH550处理。(3)马来酸酐二次接枝处理BF表面微观检测,从SEM的结果可以明显看出,纤维表面在经过马来酸酐二次接枝处理后有新的物质形成。FTIR检测的结果显示,马来酸酐可能与KH550一端的-NH2发生反应形成了酰胺基。XPS的结果可以分析得出,马来酸酐较高的氧碳比使得KH550+马来酸酐处理后,0/C比含量上升。说明马来酸酐已经接枝到了纤维表面。(4)通过对UPR-BFRP的拉伸、弯曲及剪切性能进行检测,比较得出:KH550+马来酸酐处理纤维表面的优化工艺为:0.06mol/L,时间为2h。(5)研究不同处理方式对BF/竹/木复合材料胶合性能的影响,得出:以不饱和聚酯树脂为胶黏剂时,KH550+马来酸酐处理胶合效果最好。而以异氰酸酯为胶黏剂时,等离子+KH550处理胶合效果最好。
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