菠萝叶纤维/玻璃纤维夹芯点阵圆筒的制备与平压性能

发布时间：2021-03-03 23:27

　　天然纤维资源丰富、绿色环保、生物可降解等优点吸引了人们的关注,点阵结构的设计可以同时实现材料设计、结构设计与功能性设计。将材料设计与结构设计相结合,以菠萝叶纤维和玻璃纤维作为增强材料,以酚醛树脂和改性的环氧树脂为基体材料,设计了3种不同夹芯组坯方式的点阵圆筒结构,菠萝叶纤维层用P代替,玻璃纤维层用G代替,则3种结构为（PG）_n、PGP和GPG结构,并探索了3种圆筒结构的制备工艺;通过轴向压缩试验,分析了3种结构的平压性能。结果表明,纤维缠绕工艺简单可操作;（PG）_n、PGP和GPG夹芯点阵圆筒的破坏部位发生在肋条交叉附近的环向与螺旋向肋条;从结构的抗压角度出发,相比于结构PGP和GPG,结构（PG）_n不具备优势条件;从轻质高强角度出发,PGP夹芯点阵圆筒的性能最好,GPG结构次之,（PG）_n最差;夹芯点阵圆筒可以作为建筑材料使用。 

【文章来源】：西北林学院学报. 2017,32(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１肋条的组坯方式

的木模制备［１９］，具体参数则参考设计的圆筒的参数，如图４所示。制备好木模后，通过液态硅橡胶的称量、排气泡、木模涂抹硅油、将液态硅橡胶倒入木模、加热固化、脱模成型制备硅橡胶模，其详细细节可参考张昌天的工艺［１９］，本文排气泡采用真空干燥箱，常温下，压力设置为０．１ＭＰａ，时间为２ｈ。液态硅橡胶的硫化工艺流程为在３０℃的条件下加热２ｈ，之后升温到８０℃，时间持续１．５ｈ，制成的硅橡胶模如图５所示。图２菠萝叶纤维原料Ｆｉｇ．２Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ图３预处理后的菠萝叶纤维丝束Ｆｉｇ．３Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｂｕｎｄｌｅａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ１．３．３点阵圆筒制备工艺点阵圆筒结构的制备采用缠绕工艺［３０］。首先用丙酮清洗硅橡胶模具，将脱模剂—硅油涂抹在硅橡胶模上，之后将硅橡胶模固定在一个圆筒形的金属芯模上，然后将纤维浸渍树脂基体，菠萝叶纤维和玻璃纤维分别浸渍酚醛树脂和改性的环氧树脂，之后进行纤维缠绕，纤维缠绕先进行环向缠绕，之后进行螺旋向缠绕，直到缠绕填满硅橡胶模凹槽，之后将其用铁皮包裹压实，放入真空干燥箱中进行固化，固化温度为１５０℃，固化时间为３．５ｈ，最后脱模即可制得点阵圆筒结构。对于（ＰＧ）ｎ结构，菠萝叶纤维与玻璃纤维交替缠绕；对于ＰＧＰ结构，首先在内侧缠绕菠萝叶纤维，之后在中间缠绕玻璃纤维，最后在外侧缠绕菠萝叶纤维；对于ＧＰＧ结构，首先在内侧缠绕玻璃纤维，之后在中间缠绕菠萝叶纤维，最后在外侧缠绕玻璃纤维，制成的３种夹芯点阵圆筒如图６所示。图４木

的木模制备［１９］，具体参数则参考设计的圆筒的参数，如图４所示。制备好木模后，通过液态硅橡胶的称量、排气泡、木模涂抹硅油、将液态硅橡胶倒入木模、加热固化、脱模成型制备硅橡胶模，其详细细节可参考张昌天的工艺［１９］，本文排气泡采用真空干燥箱，常温下，压力设置为０．１ＭＰａ，时间为２ｈ。液态硅橡胶的硫化工艺流程为在３０℃的条件下加热２ｈ，之后升温到８０℃，时间持续１．５ｈ，制成的硅橡胶模如图５所示。图２菠萝叶纤维原料Ｆｉｇ．２Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ图３预处理后的菠萝叶纤维丝束Ｆｉｇ．３Ｐｉｎｅａｐｐｌｅｌｅａｆｆｉｂｅｒｂｕｎｄｌｅａｆｔｅｒｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ１．３．３点阵圆筒制备工艺点阵圆筒结构的制备采用缠绕工艺［３０］。首先用丙酮清洗硅橡胶模具，将脱模剂—硅油涂抹在硅橡胶模上，之后将硅橡胶模固定在一个圆筒形的金属芯模上，然后将纤维浸渍树脂基体，菠萝叶纤维和玻璃纤维分别浸渍酚醛树脂和改性的环氧树脂，之后进行纤维缠绕，纤维缠绕先进行环向缠绕，之后进行螺旋向缠绕，直到缠绕填满硅橡胶模凹槽，之后将其用铁皮包裹压实，放入真空干燥箱中进行固化，固化温度为１５０℃，固化时间为３．５ｈ，最后脱模即可制得点阵圆筒结构。对于（ＰＧ）ｎ结构，菠萝叶纤维与玻璃纤维交替缠绕；对于ＰＧＰ结构，首先在内侧缠绕菠萝叶纤维，之后在中间缠绕玻璃纤维，最后在外侧缠绕菠萝叶纤维；对于ＧＰＧ结构，首先在内侧缠绕玻璃纤维，之后在中间缠绕菠萝叶纤维，最后在外侧缠绕玻璃纤维，制成的３种夹芯点阵圆筒如图６所示。图４木


本文编号：3062129