竹纤维/环氧树脂复合材料的RTM成型工艺及界面改性研究

发布时间：2022-08-11 14:22

　　竹纤维/环氧复合材料具有轻质高强,耐疲劳性好和缓冲性能好等优点,且其具有低成本、低能耗,绿色环保等优良特性。但在树脂传递模塑成型工艺（Resin Transfer Molding,RTM）领域,受到植物纤维本身缺陷和RTM工艺特点的制约,存在性能不稳定,注胶过程难以控制、树脂与纤维浸渍效果不理想导致的界面性能较差等缺点。本研究以竹纤维（BF）作为增强体,以环氧树脂（EP）作为基体树脂,通过RTM工艺制备了竹纤维/环氧树脂复合材料（BF/EP）,考察了增强体竹纤维和基体环氧树脂间的界面润湿性能以及纤维含量、注射压力、成型温度及真空度等工艺参数对材料力学性能、冲模时间和孔隙率的影响。同时,通过偶联剂（KH550）和润湿剂（毕克358N）对其进行界面改性,并探究偶联剂和润湿剂对改性复合材料力学强度和热力学性能的影响,揭示其界面润湿增强机理。旨在优化RTM成型工艺参数,探究试验范围内最优工艺方案,同时通过改性提升复合材料界面性能,进而提升其物理性能,为竹纤维/环氧树脂复合材料的开发利用提供理论基础和数据支撑。主要研究内容及结果如下:（1）从竹纤维表面自由能和竹纤维与环氧树脂间的动态接触角两方面... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 竹资源利用及国内外研究进展
        1.2.1 竹资源及其利用研究现状
        1.2.2 竹纤维复合材料应用及其研究现状
    1.3 环氧树脂在复合材料领域的应用及其研究现状
    1.4 树脂传递模塑成型工艺原理及其研究现状
    1.5 复合材料界面改性
    1.6 主要研究内容及目的
        1.6.1 研究目的及意义
        1.6.2 主要研究内容
        1.6.3 技术路线图
2 环氧树脂的流变特性及竹纤维的润湿性研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 试验材料
        2.2.2 试验设备
        2.2.3 试验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 竹纤维尺寸分布
        2.3.2 竹纤维表面形态
        2.3.3 竹纤维化学成分
        2.3.4 环氧树脂流变特性研究
        2.3.5 环氧树脂表面张力分析
        2.3.6 偶联剂/润湿剂改性对环氧树脂表面张力的影响
        2.3.7 竹纤维表面自由能研究
    2.4 本章小结
3 竹纤维/环氧树脂复合材料成型工艺
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试验材料
        3.2.2 试验设备
        3.2.3 试验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 竹纤维含量对竹纤维/环氧树脂复合材料性能的影响
        3.3.2 TRM工艺参数对竹纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响
        3.3.3 注射压力对竹纤维/环氧树脂复合材料冲模时间的影响
        3.3.4 竹纤维/环氧树脂的孔隙率分析
    3.4 本章小结
4 界面改性竹纤维/环氧树脂复合材料性能的研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 试验材料
        4.2.2 试验设备及仪器
        4.2.3 试验方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 界面改性对竹纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响
        4.3.2 界面改性对竹纤维/环氧树脂复合材料动态热力学性能的影响
        4.3.3 竹纤维/环氧树脂复合材料微观形貌分析
        4.3.4 竹纤维/环氧树脂复合材料界面改性机理分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于第九次全国森林资源清查的中国竹资源分析[J]. 李玉敏,冯鹏飞.  世界竹藤通讯. 2019(06)
[2]中国竹产业的变革[J]. 孙正军,费本华.  国土绿化. 2019(12)
[3]维管束分布及结构对竹材宏观压缩性能的影响[J]. 袁晶,张雪霞,余雁,陈冠军,王汉坤.  中南林业科技大学学报. 2019(06)
[4]竹材顺纹抗压性能的种间差异及其影响因子研究[J]. 陈冠军,袁晶,余雁,王汉坤.  木材加工机械. 2018(06)
[5]RTM工艺用耐高温环氧树脂性能比较研究[J]. 钱建华,付建辉,黄锐.  玻璃钢/复合材料. 2019(01)
[6]竹质异型材的分类与应用现状[J]. 王戈,程海涛,顾少华,王翠翠,张文福.  林产工业. 2018(11)
[7]硅烷偶联剂改性环氧树脂对透明椴木单板的界面增强作用[J]. 李美玲,庞瑶,李南,单家成,刘毅.  中国人造板. 2018(08)
[8]浅谈纺织用竹纤维发展现状[J]. 苏光荣,蒋敏,李霞镇,徐金梅,郑真真.  标准科学. 2018(07)
[9]玻纤复合材料中偶联剂对环氧基体的改性研究[J]. 邓双辉,李志强,刘坐镇.  热固性树脂. 2017(06)
[10]从战略高度推进竹业发展的几点思考[J]. 刘恒贵,费本华,范少辉,阮班全,刘广路,王燕.  世界竹藤通讯. 2017(05)

硕士论文
[1]竹原纤维增强复合材料拉伸破坏行为的表征和模拟[D]. 李雪.西南大学 2016
[2]竹纤维/SiO2/环氧树脂杂化复合材料的制备研究[D]. 赵嘉.安徽理工大学 2015
[3]玻璃纤维与树脂的润湿性研究[D]. 孙静.重庆理工大学 2011
[4]植物单根纤维拉伸性能测试与评价[D]. 曹双平.中国林业科学研究院 2010
[5]竹织物增强竹碎料板生产工艺及相关机理的研究[D]. 余倩.中南林业科技大学 2009



本文编号：3674823