麻纤维增强复合材料性能的研究

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固化温度对苎麻纤维增强复合材料性能的影响

解特性 ¨￣＿８。其中，麻纤维在中国来源广泛，苎被称作 “ 国草 ” 其力学性能较为优异，伸强度为４０中，拉０
—
１实验部分
１１原材料．
９８ＭＰ，３ａ拉伸模量为６．１４～１８０Ｐ。因此，２．Ｇａ科。植物纤维增强复合材料根
１２测试仪器及条件．
据基体树脂的种类，常需在室温一０￣通２０Ｃ的范围内
进行加工，而植物纤维是由纤维素、纤维素、质半木素、果胶等成分组成，这些成分随温度升高而逐渐氧化降解，而导致纤维力学性能下降，固化温度对从但植物纤维增强复合材料力学性能影响的研究很少报
能源危机和资源约束，植物纤维及其复合材料Ｅ益ｔ
成为人们的研究热点。植物纤维主要包括苎麻、亚
麻、剑麻、大麻和木纤维等，与合成纤维相比，具有轻质、无毒、低成本、的比强度和比模量及可生物降高
道㈨。
示差扫描量热仪（Ｓ）Ｔｒｉ— ｌｅＳ一，ＤＣ为ｅｋｎＥｍｒＣ７Ｄ升温速率为２￣／ｉ。热失重分析仪（Ｇ为Ｐｒ０ＣｒｎａＴＡ）ｅ－ｋｎＥｍｅＣ２升温速率为２ ℃／ｎｉ．ｌｒＴＡ－，Ｏｍｉ。树脂板材和复合材料的力学性能在Ｉｓｏｎｔｎｒ
为减少污染、护环境，保同时为应对日益逼近的

木／麻／PP纤维含量对复合材料性能的影响

维普资讯
第２１卷
第３期
木材工业
ＣＨＩＮＡ、ｌ０Ｄ＂）ｌＲＲＹ
２００７年５月
Ｍａ０ｙ２０７
ＶＯ．１Ｎｏ３１２．
研
材料性能的影响
ｗｈｌｏｓｔｏ０／Ｐｉｅ，０ｉｔｉｅｎ０／ｗｏｄｆｅ．ｉｉｃｎｉｓｆＰｆｒ３ｕｅｆｒｄ３ｏｂｒｅｔｓ４９６ｂｂａ９６ｉ
Ｋｅｏｄ：ｗｏｄｆｅ；ｕｅｆｅ；ｐ１ｐｏｙｅｅＰ）ｉｅ；ｏｏｉ；ｐｏｅｔｙｗｒｓｏｂｒｊｔｉｒｏｙｒｐ１ｎ（Ｐｆｒｃｍｐｓｔｒｐｒｙｉｂｂｅ
性能较佳。
关键词：木纤维；纤维；丙烯（Ｐ纤维；复合材料；能麻聚Ｐ）性中图分类号：６３ＴＱ２Ｔｓ５；３１文献标识码：Ａ文章编号：０１８５（０７０ —０８０１０ —６４２０）２００－３
ＴｅＥｆｃｓｏｏ／ｕｅＰｌｐｏｙｅｅＦｂｒＣｎｅｔｈｆｅｔｆＷｏｄＪｔ／ｏｙｒｐｌｎｉｅｏｔｎｓ
郭文静，范留芬，陈正坤，王正
（中国林科院木材工业研究所；国家林业局木材科学与技术重点实验室，北京１０９）００１
摘要：采用无纺织气流成型织坯再热压的工艺，研究汽车内饰用木／Ｐ麻／Ｐ纤维三元复合材料中，３种纤维含量对复
合材料性能的影响。研究结果表明，增加ＰＰ纤维含量，可以提高复合材料的静曲强度和耐水性；纤维含量增加对麻提高材料的强度影响显著，但耐水性略有下降。当ＰＰ纤维含量为４％、纤维为３、Ｏ麻Ｏ木纤维３时，Ｏ复合材料的

剑麻纤维增强酚醛模塑料制备及性能研究的开题报告

剑麻纤维增强酚醛模塑料制备及性能研究的开题报告
一、选题背景
酚醛树脂是一种重要的热塑性材料，在工业界中广泛应用于制造机械、汽车、航空航天、建筑、电气电子等领域。

由于剑麻纤维具有极高的强度和模量，因此将其与酚醛
树脂复合制备成纤维增强复合材料展现出极高的应用前景。

二、研究目的
本研究旨在制备一种剑麻纤维增强酚醛模塑料，并研究其物理力学性能、加工工艺以
及应用性能，为该材料的进一步研究开发奠定基础。

三、研究方法
1. 制备剑麻纤维增强酚醛模塑料。

选用剑麻纤维、酚醛树脂、硬化剂、润滑剂等材料，在一定比例下，采用热压成型法制备剑麻纤维增强酚醛模塑料。

2. 分析物理力学性能。

对制备的材料进行拉伸、弯曲、压缩等力学测试，分析其力学
性能。

3. 优化加工工艺。

通过对制备过程中各种因素的调整，优化制备过程，探索制备最优
材料的工艺。

4. 研究应用性能。

测试剑麻纤维增强酚醛模塑料的热稳定性、阻燃性、耐腐蚀性、机
械性能等应用性能。

四、预期结果
本研究预计可以制备出一种优异的剑麻纤维增强酚醛模塑料，并对其各项性能进行系
统研究和分析，探索其应用前景，为剑麻纤维在工业领域中的应用提供新思路和实际
应用价值。

苎麻织物增强PLA-PCL复合材料的制备及其性能研究

ＡｂｔａｔＰｓｒｃ：ＬＡ— ＰＣＬ／ａｅｆｂｃｃｍｐｓｔｓｐｅａｅｙｍｅｎｆｉ —ｉｕｐｌｍｅｚｔｏｒｍｉａｒｉｏｏｉｗａｒｐｒｄｂａｓｏｎｓｔｏｙｒａｉｎ．Ｔｅｅｅｔｅｉｈｆｃｓｏｆｔｅｐｔａｍｅｔｏａｅｆｂｃｗｔｉａｅｃｕｌｎｅｔｈｏｔｎｈｂｒａｄｍｏｄｎｏｄｔｎｎｔｅｈｒｒｔｎｒｍｉａｒｉｈｓｌｎｏｐｉｇａｎ，ｔｅｃｎｅｔｏｔｅｆｅｎｌｉｇｃｎｉｉｓｏｈｅｅｆｉｇｆｉｏｍｅｈｎｃｌｐｏｅｔｅＡ— Ｌ／ａｅｆｒｃｌｍｉａｅｗｅｔｄｅｃａｉａｒｐｒｉｓｏＰＬＰＣｒｍｉａｉａｎｔｒｓｕｉｄ．ＴｅｒｓｌｓｓｏｄａｔｒｔｅｔｅｔｎｙｔｅｆｂｅｈｅｕｔｈｗｅｆｅｒａｍｅｔｂｈｈｃｕｌｎｇｎｏｐｉｇａｅｔＫＨ５０，ｔｅｍｅｈｎｃｒｐｒｉｓｏｈｍｐｓｔｒｍｐｏｅｏａｃｒａｎｅｔｎ，ａｎｉｈ５ｈｃａｉａｐｏｅｔｅｔｅｃｌｆｏｏｉｗｅｉｒｖｄｔｅｔｉｘｅｔｍｏｇｗｈｃｅｅｔｎｉｅｓｒｎｔｎｒａｅｒｍ９．４ＭＰｏ６９５ＭＰｅｌｔｇｈｉｃｅｄｆｏ４８ａｔ８．ｓｅｓａ，ｂｎｉｇｓｒｎｔｎｒａｅｒｍ４．４ＭＰｏ６０ｅｄｎｔｅｇｈｉｃｓｄｆｏ３８ａｔ５．６ｅ

纤维增强复合材料层合板分层扩展行为研究进展

纤维增强复合材料层合板分层扩展行为研究进展一、本文概述纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Composite，简称FRC）层合板作为一种先进的轻量化材料，因其具有优异的力学性能、良好的抗疲劳性、高比强度和高比模量等优点，在航空航天、汽车制造、船舶工业以及土木工程等领域得到了广泛的应用。

然而，复合材料层合板在使用过程中常常面临分层损伤（delamination）的问题，这种损伤形式会严重影响其结构完整性和承载能力，甚至可能导致灾难性的后果。

因此，对纤维增强复合材料层合板分层扩展行为的研究具有重要的理论价值和工程意义。

本文旨在全面综述纤维增强复合材料层合板分层扩展行为的研究进展，包括分层损伤的机理、影响因素、检测方法以及防护措施等方面。

通过对国内外相关文献的梳理和评价，本文旨在揭示当前研究的热点和难点，分析存在的问题和不足，并展望未来的研究方向。

通过本文的综述，期望能为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示，推动纤维增强复合材料层合板分层扩展行为研究的深入发展。

二、纤维增强复合材料层合板的基本结构与性能纤维增强复合材料层合板（Fiber Reinforced CompositeLaminates）是一种由多层不同方向、不同性质的单层复合材料叠加而成的结构材料。

这种材料因其优异的力学性能，如高强度、高模量、良好的抗疲劳性能以及优良的抗腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、船舶工程、土木工程等领域得到了广泛的应用。

在基本结构上，纤维增强复合材料层合板主要由基体材料和增强纤维两部分组成。

基体材料通常为热固性或热塑性树脂，起到粘结和固定增强纤维的作用。

增强纤维则主要由高性能纤维如碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等构成，这些纤维以其高强度、高模量特性赋予了层合板良好的力学性能。

纤维增强复合材料层合板的性能特点主要体现在以下几个方面：其具有较高的比强度和比模量，即单位质量所能承受的力量和抵抗变形的能力，这使得它在轻量化设计方面具有显著优势。

麻纤维增强热塑性复合材料及其开发应用

８２
麻纤维增强热塑性复合材料及其开发应用
２１００年５月
１２２力学性能．．
是热塑性复合材料的主要工艺参数。其中，合物聚的熔融黏度是最为重要的成型工艺参数，决定着它成型工艺状态和产品性能。若树脂熔融黏度过低，树脂基体的过渡流动将导致不能很好的覆盖纤维，树脂含量过低，响复合材料的性能；影若树脂熔融黏
关键词：天然纤维；亚麻；大麻；黄麻；热塑；复合材料；应用中图分类号：Ｔ３２Ｂ３文献标识码：Ａ文章编号：１００９（００００８００３— ９９２１）３— ０１— ４
目前，环境材料已成为新材料领域中的一个新的研究方向。在环境材料中，然纤维扮演着越来天
加了其附加值，广了麻产业在世界范围内的发展。推
图１亚麻纤维的ＳＭ截面图Ｅ
收期：０９５６稿日２０￣－２
作者简介：张璐（９０）１８．，女，在读博士，讲师，主要从事复合材料方面的研究。
｝／Ｍ２１。３旺’Ｃ０ＯＮ
已得到复合材料工业界的广泛关注 … 。因此，究研天然纤维热塑性复合材料的开发及应用成为了必然
的趋势。１２麻纤维的特性．
１２１化学组成与结构．．麻纤维分为细胞壁和细胞腔，胞壁主要由纤细

苎麻纤维／聚丙烯混纺混织增强复合材料的制备与性能研究

所；纱线，湖北远东麻业有限公司，射阳县丝丝缘化纤有限公司。热压机：平板硫化机，Ｌ — ３０３０，ＸＢＤ５Ｘ５型浙江湖，
州东方机械有限公司产品；电子织物强力机，Ｙ（ＧＢ）０６一５型，温州大荣纺织机械厂；ｘ衍射仪，ＵｔＩｕ２Ｄ２０ｌｍａＩＲｉＩ
纬分别为１０１ｃ０根／ｍ，纬向体积分数分别为５％、３％、２％、６％、７％１００３５７５２艺条件下织造平纹布；在经密和其它工２
艺不变，纬密为１０１ｃ的条件下织造１组织的斜纹布和锻纹布。０根／０ｍ／１
混纺物的织造：采用将苎麻纱线和ＰＰ长丝混合成复合纱。即在花式捻线机上让苎麻纱线和Ｐ长丝通过空心锭子，Ｐ
间ｊ２ｍｎＪ０ｉ，苎麻纤维体积分数为５％时，复合材料的拉伸性能最优，对于不同组织的织物，缎纹组织０
的复合材料的拉伸性能最好。
关键词：苎麻；聚丙烯；混纺；混织；增强复合材料
中图分类号：Ｔ３Ｂ３３文献标识码：Ａ文章编号：１０－５６（０８－０２－００９１０２０）０３５
复合材料对人体的亲和性问题，因此开发完全生物降解的苎麻复合材料可以拓宽苎麻纤维的应用范围，促进我国材料
科学的发展有着十分重要的意义。
苎麻纤维复合材料因所具有优良的冲击性能，抗拉强度，较高的比模量，和很小的比重，可循环利用的有点，越来越受到人们的关注。如汽车内装饰材料、汽车顶棚等受力要求比较小的部分可以用苎麻纤维符合材料，如果采用苎麻织物可以得到各种精美的图案且对室内空气无污染等。随着科学技术的发展和人们的环境意识不断增强，苎麻纤维

剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备与性能研究

剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备与性能研究韩宋佳;王柯;张琴;傅强【期刊名称】《塑料工业》【年(卷),期】2013(041)006【摘要】采用动态保压注塑成型技术(DPIM),通过在熔融共混体系中施加往复的剪切应力以改善剑麻纤维(SF)与聚丙烯(PP)复合材料的结构与性能.力学性能测试表明:动态保压获得的样品,拉伸强度与模量获得大幅度提高,但样品冲击性能有所下降.当剑麻纤维质量分数为30％时,动态复合材料的拉伸强度提高了23％.DSC结果表明:由于剑麻纤维充当了结晶成核点的作用,使得复合物的结晶温度提高.%Through a dynamic packing injection molding technology (DPIM),imposed the back and forth action of the shear stress on the melt blending system,the injection products' structure and properties of the sisal fiber(SF)/polypropylene (PP) composites were improved.The mechanical properties test showed that the tensile strength and modulus of the DPIM product increased,but the impact strength decreased.Addition of 30％ SF caused an increase of 23％ in tensile strength of the dynamic composite.Moreover,the DSC showed the crystallization temperature of composite was improved,due to the sisal fibers acting as the heterogeneously nucleating points.【总页数】4页(P35-38)【作者】韩宋佳;王柯;张琴;傅强【作者单位】四川大学高分子材料科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065;四川大学高分子材料科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065;四川大学高分子材料科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065;四川大学高分子材料科学与工程学院高分子材料工程国家重点实验室,四川成都610065【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+4【相关文献】1.剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的拉伸性能 [J], 何莉萍;田永;吴振军;王璐琳;屈伟平;丁舟波2.表面处理对剑麻纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的影响 [J], 王璐琳;何莉萍;田永;屈伟平3.剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的制备及性能研究 [J], 韩海山;孙占英;沈春银;戴干策4.剑麻纤维增强聚丙烯复合材料的力学性能研究 [J], 梁小波;杨桂成;曾汉民5.聚烯烃弹性体对剑麻纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响 [J], 谢羽;李宾;孙占英;戴干策因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

纤维增强复合材料在航空航天领域中的应用研究

纤维增强复合材料在航空航天领域中的应用研究近年来，纤维增强复合材料在航空航天领域中的应用越来越受到重视。

以其轻质、高强度、高刚度和耐腐蚀等独特特性，它在飞行器巨大的气动荷载、复杂的工作环境和长期的使用寿命要求下展现了优势，逐渐取代了传统的金属材料，成为未来飞行器领域的关键材料。

首先，纤维增强复合材料在飞行器结构中的应用引发了深刻的革新。

与传统的金属结构相比，复合材料具有更高的比强度和比刚度，能够更好地抵御飞行器在飞行过程中所面临的各种气动荷载和外界环境的侵蚀。

同时，纤维增强复合材料还能够自由设计结构，实现各种复杂的弯曲、弯扭、曲率等形状，为飞行器设计提供了更大的自由度。

其次，纤维增强复合材料在航空航天领域中也广泛应用于飞行器的外壳和机身结构。

相比金属，纤维增强复合材料在重量上具有巨大的优势，能够大幅度减轻飞行器的整体重量，从而提高燃料效率和续航能力。

此外，与金属相比，纤维增强复合材料的腐蚀性也更小，能够更好地抵抗恶劣的天气条件和长时间的暴露，延长飞行器的使用寿命。

此外，纤维增强复合材料在航空航天领域中还有着广泛的应用前景。

例如，炭纤维增强复合材料在卫星结构中的应用已经成为一个新的热点。

卫星作为太空探索和通讯的重要工具，对结构性能和重量要求非常高。

炭纤维增强复合材料以其卓越的力学性能和轻量化特性，非常适合用于卫星的结构制造。

此外，纳米增强复合材料的研究也为航空航天领域的性能提升提供了新思路。

然而，纤维增强复合材料在航空航天领域中的应用也面临一些挑战。

首先，复杂的生产制造过程需要高度技术储备和成本投入。

纤维增强复合材料的制造需要多道工序，包括纤维预浸料的制备、层压成型、热固化等。

这些复杂的工艺要求高度的自动化和控制技术，以确保产品的质量和性能。

其次，纤维增强复合材料在使用过程中的检测和维修也是一个难题。

由于纤维增强复合材料的结构复杂，传统的检测方法往往难以实现全面检测。

此外，一旦发生损伤，纤维增强复合材料的维修也面临着诸多技术和经济问题。

苎麻增强PP复合材料薄板的拉伸性能研究

ＸＯＧｈ —ｈｎ．ＩａＩＮＺｉｏｇＬＵＸｉｏ— ｈｎ．ＥＧｕｏｇＺＮＪｎ—ｈＥｉｇ—ｍａｌｅＦＮＧＹｎｌ（ｈｎＵｉｒｔｏＳｉｃｎｎｉｅｒｇＷｕａ３０３ＷｕａｎｅｉｆｃｎｅｄＥｇｅｎ，ｈ４０７）ｖｓｙｅａｎｉｎ
ＫＥＷＯＲＤＹＳＲｍｉ；Ｐｌｍｐｌｎ；Ｔｎｉｒｐｒ；Ｓｌｅｃｕｌｇａｅｏｙｐｙｅｅｅｌｐｏｔｉｏｐｉｓｅｅｙｎａｎ
１前
言
麻的主要产地，拥有９％以上的苎麻资源。苎麻长０期以来作为纺织品的原料，用领域局限在纺织行应业。利用麻纤维研制复合材料的研究在美国、欧西等发达国家已经引起重视，具有广阔的应用前景Ｉ。ｓＪ以聚丙烯为代表的热塑性复合材料，不仅具有力学上的优良性能（表２、见）耐腐蚀、毒性和低廉无的价格，而且具有可重复加工和使用的特点，有利于环保，因而备受人们关注，展迅速 ¨。本文选发９
ＡＳＴＣＴＴｉａｅｔｄｅｎｉｎｎａｌＢＲＡｈｓｐｐｒｓｉｓｅｖｒｍｅｔｌｕｏｙ— ｃｎｃｏｓｒｍｉｆｂｉｅｎｏｃｄＰｏｏｉｓｉｌｐｏｙｎｍ— ｏｓｉｕａｅａｒｒｉｆｒｅＰｃｍｐｓｅ．ｗｔｐｙｒｐｌｅｍｅｃｔｈｏｅ
ｂａｅａｒｈｓｍａｒｘａｄｎｅｆｒｓｒｉｏｅｎ．Ｂｓｄｏｈｅｔｎｉｒｐｒｅｔｄｔｅａａｙｉｏｈｅｉｆｅｃａｔｆｔｅｎｉａｉａｅｒｍｅｔａｅｎｔｅｓｌｐｏｅｔｓａｂｃｆｎｃｅｙｔｎｈｎｌｓｎｔｎｕｎｅｆｃｏｏｈｓｌｓｒｔｎｉｒｐｒｅ，Ｔｅｒｓｌｈｗｔｅｔｎｉｒｐｒｆｔｅｃｍｐｓｔｓｅｔｗｌｂｎｕｎｅｙｍｏｄｎｒｓｕｅ，ｍｏｄｎｅｌｐｏｅｔｓｈｅｕｔｓｏｈｅｌｐｏｅｔｏｏｏｉｈｅｌｅｉｅｃｂｌｇｐｓｒｓｅｉｓｓｅｙｈｅｉｌｆｄｉｅｌｇｉｔｍｐｒｔｒ，ＰｅｔａｍｅｔｆａｉａｒｓａｄＳｎ．ｅｅａｕｅｒ — ｒｔｎｍｅｆｉＯｏｅｏｒｂｃｎ

国内外天然纤维增强复合材料的技术进展

料，其预制品成本较低。工成非织造布毡的形式，加其预制品加工费偏高，１约．８欧元／ｇ而玻璃纤维毡预制品的加工ｋ，费高达２６欧元／ｇ可以认定，． Biblioteka 。植物纤维非织造毡预制品的
黻
玻璃纤维
黄麻剑麻大麻
亚麻
维２０～３ａ两维无序（Ｄａｄｍ）向纤维７～１０ＧＰ，２Ｒｎｏ取１
图１植物纤维结构示意图
玻璃纤维是增强复合材料的主要原料品种。高性能而
亚麻、麻纤维的抗拉刚性要优于玻璃纤维，荨机械性能也与玻璃纤维相似。麻纤维与其他天然纤维一样，当处于激烈震荡条件下时易于出现断裂，维大分子轻度滑移，纤表
维素微细组织
于纤维含量、空隙度、维取向度、纤纤维及基质的特性。以典型的热塑性聚合物Ｐ为例，Ｐ以其作复合材料基质，
单一Ｐ聚合物密度为１／刚性指标１Ｐ。Ｐ．ｇｃ，０ｍ．Ｇａ实验５结果显示，其他条件设定好的状态下，在将植物纤维置于３种取向态时，其复合材料刚性的最大值分别为：取向纤单
居中
需改进成本高昂．加成本高：刚性．耐方面工性要求高
使用面待开发
具有吸水性机械性能不足
和常用的玻璃纤维相比，作为增强复合材料的植物纤

苎麻增强聚醚砜复合材料的制备及摩擦学性能研究

１实验部分１１原材料．
图１ＰＳ／ＴＥＲ复合材料试样的制备工艺过程ＥＵＰＦ／Ｆ
具体过程如下：
（）１试样组成的确定
根据有关文献，添加质量分数１％一０的０２％
固体润滑剂可以改善材料的摩擦磨损性能，者将笔
理２ｈ用自来水洗至中性，干恒重。再用乙酸调，烘节９％乙醇水溶液至ｐ５Ｈ值为４５～．，搅拌边．５５边加入质量为乙醇水溶液２的硅烷偶联剂，解５～％水
１２设备、器．仪
涡流式多功能混料机：Ｍ２型，家港轻工机Ｔ张
械厂；
滑条件下稳定可靠地工作，可作为耐磨材料用来制造轴承、齿轮、导轨等零件。填充适宜填料的ＰＳＥＵ复合材料摩擦系数低且耐磨性好，一种优良的低是摩耐磨材料，以碳纤维Ｊ玻璃纤维ｊ钛酸钾晶、、须Ｈ等作增强体的ＰＳＥＵ研究均已有报道，而采用
湖南省教育厅一般项目资助（７０３０Ｃ９）
收稿日期：０００ —４２１ —３０
ＰＳ长春吉大高新材料有限公司；ＥＵ：
Ｒ：阳河苎麻厂；Ｆ浏
Ｐ’ 四川省富顺县晨光化学研究所；１Ｅ：Ｆ
吴茵，：等苎麻增强聚醚砜复合材料的制备及摩擦学性能研究
高分子材料用作减摩耐磨材料始于２０世纪６Ｏ
硅烷偶联剂：Ｈ５０南京曙光化工厂；Ｋ５，固体脱模剂：自制；

纤维增强复合材料及其结构研究进展

1、应力-应变关系：通过实验和模拟方法，研究者们研究了纤维增强复合材料的应力-应变曲线和本构关系。研究发现，纤维增强复合材料的应力-应变关系具有非线性、各向异性和屈服后强化等特征。
2、疲劳特性：由于纤维增强复合材料在复杂载荷条件下的疲劳行为较为复杂，因此研究者们通过不同方法研究了材料的疲劳特性。研究发现，材料的疲劳寿命受载荷类型、纤维类型和基体类型等因素影响，通过优化设计和制备工艺可以显著提高材料的疲劳寿命。
引言
纤维增强金属基复合材料是由金属基体和增强纤维组成的复合材料。由于具有高强度、高刚度和耐高温等优点，因此在航空航天、汽车、能源等领域得到了广泛的应用。本次演示将介绍纤维增强金属基复合材料的研究进展，旨在为相关领域的研究提供参考和借鉴。
研究现状
随着纤维增强金属基复合材料的广泛应用，研究者们不断探索新的制备方法和技术，以获得具有优异性能的材料。目前，纤维增强金属基复合材料的制备方法主要包括：溶胶-凝胶法、粉末冶金法、液相浸渍法、气相沉积法等。此外，研究者们还致力于研究新型的增强纤维，如碳化硅纤维、氮化硅纤维、氧化铝纤维等。
引言
混凝土结构是现代工程中不可或缺的一部分，其加固直接影响到工程的安全性和耐久性。传统的混凝土结构加固方法主要有增大截面、粘贴钢板、置换混凝土等，但这些方法往往需要耗费大量的人力和物力，且对结构外观和功能产生一定的影响。因此，寻求一种更有效的加固方法成为研究的热点。纤维增强复合材料（FRP）
玄武岩纤维增强复合材料的物理和化学性质与原材料的组成和制备工艺密切相关。一般情况下，玄武岩纤维增强复合材料的密度较低，强度和韧性较高，耐腐蚀性优异。此外，该材料还具有良好的电磁屏蔽性能和抗老化性能，可在复杂环境下长期保持稳定性能。

剑麻纤维及其复合材料研究

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 剑麻纤维及其复合材料研究作者：罗理铭来源：《科学与财富》2016年第09期

摘要：随着我国在材料科学方面研究的进步，对于纤维增强复合材料的研究也有了非常大的进步，剑麻纤维作为一种纤维复合增强材料，目前在纺织、军工、日常生活用品制造等领域都有非常广泛的应用，并且随着更多剑麻纤维复合材料的研究使其具有了更加广阔的应用前景。本文对剑麻纤维的成分和性能进行了简单介绍，分析了剑麻纤维的表面处理方法以及一些典型的复合材料的性能。

关键词：剑麻纤维；复合材料；表面处理；性能在军事工业和民用工业快速发展的同时，一些传统的材料往往不能满足多性能的产品要求。许多科学家发现了天然纤维材料的利用价值，逐渐在该领域展开研究，并研究了更多的纤维增强复合材料以进一步满足工业生产应用需求。剑麻纤维就是一种从剑麻植物中提取出的纤维材料，具有高强度、无污染、易加工、价格低廉等优点，因此被广泛应用在了军事和民用的多种工业制造中，成为了目前应用最广泛的纤维增强复合材料之一，产生了许多衍生的复合材料。剑麻纤维及其复合材料成分复杂，性能各有不同，必须进行深入研究，才能更好地把握剑麻纤维及其复合材料的特性。

1.剑麻纤维的成分及性能 1.1组成成分剑麻纤维材料产生自剑麻植物的叶片，主要的化学成分有纤维素、木质素、半纤维素三种，其次也含有一定的果胶、水溶物等成分。一般的剑麻纤维通常包含了50%到65%的纤维素、12%到20%的半纤维素、8%到10%的木质素，5%左右的其他成分。纤维素、木质素是影响剑麻纤维性能的主要成分，经过研究数据表明，剑麻纤维中的纤维素含量越大，其弹性模量就越大；而如果剑麻纤维木质素含量越大，则木质化程度会增加，质地较硬，如果木质素含量较少，就会使纤维显得更加柔韧、富有弹性并且有较好的色泽度；此外，果胶的含量也对剑麻纤维的硬度和强度有一定的影响。从剑麻纤维的平均成分含量来看，木质素含量相较于一般纤维类型较高，因此剑麻纤维普遍质地较硬。

麻纤维增强复合材料及发展

始工程应用。
模压法主要用于热固性树脂。是将已干燥的浸胶（指树脂胶液）纤维、纱线或机织、纺布等制品放入金属模具无内，加热加压，经过一定时间成型。这是居于高压成型法
欧洲的研究以德国、国、英丹麦和意大利为主。德国ＢＳ司采用黄麻、ＡＦ公剑麻和亚麻纤维作为增强材料，聚与
广阔的市场前景。
苎麻纤维增强不饱和聚酯树脂复合材料、苎麻纤维增强聚氨酯泡沫及热塑性塑料及亚麻、黄麻、剑麻等增强聚丙烯复合材料等等。比如刘丽妍等利用亚麻纤维的可纺性，
与热塑性聚丙烯（ｏｐｏｐｌｎＰ纤维通过捻合形成ＰｌｒｙｅＰ）ｙｅ
改性方法，对今后的发展方向作了进一步的展望。并关键词中图分类号：Ｓ０．２Ｔ１２２文献标识码：Ａ
０引言
随着全球环保意识的强化和“ 色工程 ” 兴起，绿的随
丙烯等热塑性塑料复合，制备出麻纤维增强热塑性复合材料，重量范围可以在５０～１０ｍ其０８％／变化，度在２— 厚
１麻纤维复合材料国内外研究现状
自上世纪６年代起，０国外就已将黄麻及其织物用来
增强热塑性和热固性树脂。我国起步较晚，上世纪９从ｏ年代初期才开展高性能天然纤维复合材料的研究、开发工作。
１１国外研究现状．
家，着别国难以企及的资源优势，界上主要麻类作物有世
目前我国虽还没有得到广泛应用，但也取得了一些成

剑麻纤维／长玻纤混杂增强PP复合材料的力学性能研究

‘ １．６
山化工有限公司。
１２设备及仪器．
势，表明ＬＦ对复合材料有增韧的作用。当填充纤Ｇ维全为ＬＦ时，复合材料的冲击强度最大，在Ｓ／ＧＦＬＦ质量比为２２时，冲击强度达２．ＪｍＧ：４６ｋ／，较其
Ａｓａｔｏｐｏｙｎｏｐｓｅｗｒｅｆｃｄｂｉｌｂｒ（Ｆａｄｌｎｌｓｆｅ（Ｇ）ｂｔｃ：ＰｌｒｐｌｅｃｍｏｉｓｅｅｒｉｏｅｙｓａｆｅＳ）ｎｏｇｇｓｉｒＬＦ，ｒ种以上材料经过物理或化学作用得到的多相体系。纤维增强复合材料因具有良
好的性能而得到广泛的应用。玻璃纤维具有良好的绝
的差距。为了提高天然纤维增强复合材料的性能，可通过混入适当比例的玻璃纤维来达到目的＿５。４］－本文采用不同比例、不同含量的剑麻纤维／玻长璃纤维（ＧＬＦ）混杂增强聚丙烯（Ｐ复合材料，Ｐ）探讨混合纤维的加入对复合材料力学性能、抗热变形
ｓ：束状白色长纤，广西剑麻集团公司；Ｇ：ＦＦ
无碱，威远华愿复合材料有限公司；Ｐ：Ｔ０，粒Ｐ３Ｓ状，湖南长盛石化有限公司；聚丙烯接枝马来酸酐
（ＰｇＭＡ：Ｐ — －，南京德巴化工有限公司；马Ｐ。— Ｈ）ＰＧ４
然纤维本身的力学性能相对较低，通过其制备的复合

基于非连续碱处理的剑麻纤维增强聚乳酸复合材料的制备和力学性能

（Ｌ／ＡＦｃｍｏｉｓｗｒｐｅａｅｙｍｘｇｉｅｔｉｒｌｒｉｉｇｃｉｅａｄｍｌｉｇｎｔｅｂｏｋＰＡ）ＤＳｏｐｓｅｅｅｒｐｒｄｂｉｎｔｎｏｌｘｈｎｎｏｄｌｃｔｉｎｈｗｅｍｎｍａｎｉｈ
Ｇａｇｈｕ５０４，Ｃｉ）ｕｎｚｏ６０ｈｎ１ａ
ＡｂｔａｔＡｎｗｍｅｈｄｏｂｒｓｒｃｄｆａｉｎｄｓｏｔｕｕｈｍｉａｒａｍｅｔｗｓｐｔｆｒｓｒｃ：ｅｔｏｆｆｅｕｆｅｍｏｉｃｔ－ｉｃｎｉｏｓｃｅｃｌｔｅｔｎ－ａｕｏ — ｉａｉｏｎ
于连续碱处理，非连续碱处理可以进一步提高复合材料力学性能。纤维质量分数会影响ＤＳ／ＬＡＦＰＡ复合材料的力学性
能，当纤维质量分数为３％时，ＤＳ／Ｌ０ＡＦＰＡ复合材料的力学性能最优。关键词：非连续碱处理；复合材料；力学性能；剑麻纤维；聚乳酸中图分类号：Ｔ３３４Ｑ１．６Ｑ２．；Ｔ３４２２文献标识码：Ａ文章编号：１０５７（０１１０９００５— ７０２１）２— ０３— ５
行观察分析。研究了ＤＳＡＦ长度与直径的变化，以及非连续碱处理方法、ＤＳＡＦ质量分数对复合材料结构和性能的影
响。结果表明，ＤＳ／ＬＡＦＰＡ复合材料中，纤维的长度多分布在１６～３１ｍｍ范围内，直径小于ｓ．．Ｆ而大于ＣＳ。相比ＡＦ
ｐｓｔｓｗｅｅｉｖｓｉａｅｎｔｒｆｔｅｅｆｃｓｏｉｏｔｕｕｋｌｔｅｔｎｎｈｂｒｍａｓｆａｔｎｏｉｒｎｅｔｔｄｉｅｍｓｏｈｆｔｆｄｓｎｉｏｓａａｉｒａｍｅｔａｄｔｅｆｅｓｒｃｉ．ｅｇｅｃｎｌｉｏ

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1 麻纤维增强复合材料性能作者：轻化081 王龙摘要麻纤维具有价廉质轻、自然降解、比强度和比模量高等特性，广泛应用于纤维增强复合材料的制备．本文评述了这类复合材料的研究现状，系统地介绍黄麻纤维增强复合材料的制备，分析评论了麻纤维的结构特点、纤维表面改性以及复合材料的各种力学性能．关键词：复合材料，评述，黄麻纤维，聚丙烯纤维，热塑性树脂，复合材料，工艺参数，力学性能前言：近年来，用自然界中资源最丰富的天然植物纤维替代现在广泛使用的玻璃纤维等合成增强纤维，开发具有优良性能和价格低的复合材料的研究，已引起人们的高度重视．植物纤维价廉质轻、比强度和比刚度高以及可生物降解等优良特性，是其他的增强材料无法比拟的．在天然植物纤维中，麻类纤维不仅具有很高的强度和模量，同时具有纤维素质硬、耐摩擦、耐腐蚀的特点．我国的麻类资源极其丰富，是世界上麻分布最广、产量最多的国家之一．目前用麻纤维制备植物纤维增强复合材料的研究已经在欧美、日本和我国广泛展开，有的科研成果也已进入实用推广阶段，显示出良好的应用前景．国内已有研究者对剑麻、黄麻纤维增强复合材料的研究进展分别做了相关的综述和评价【1-3】，但是还没有对所有麻类纤维增强复合材料进行全面地、系统地评述．本文在介绍各类麻纤维的概况和特性的基础上，全面地综述国内外黄麻纤维增强复合材料的研究进展，归纳总结了国内外研究的特点，以期促进相关的基础研究和应用开发。 1麻纤维的概况和力学性能按照从其植物本体抽取部位的不同来定义区分，各类麻纤维包括一年生或多年生草本双叶子植物皮层的韧皮纤维和单子叶植物的叶纤维．韧皮纤维主要有苎麻(Ramie)、亚麻(Flax)、黄麻(Jute)、大麻(Hemp)和洋麻(Kenaf)等；叶纤维则包括剑麻(Sisa1)和蕉麻(Abaca)等．其中黄麻和洋麻等韧皮纤维胞壁木质化，纤维短，多用于纺制绳索和包装用麻袋等；亚麻等胞壁不木质化，纤维的粗细长短同棉纤维相近，广泛用于纺织原料等；叶纤维则比韧皮纤维粗硬，主要用于麻绳、麻袋和手工艺品等。麻纤维具有独特的微观结构，表现出典型的复合材料特征．不同种类的麻纤维其细胞长度和宽度分布在5—50mm和20—50 m；其横截面为有中 2

空腔的腰圆形或多角形，纵向有横节和竖纹．各类麻纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素、果胶等组成，其化学成分组成和结构参数列于(表1)[4]．麻纤维因其组成和结构特点以及连续长度较长等原因，具有良好的力学性能和可加工性(表2)[4]，但是其力学性能则因其生长条件、抽取部位和种植时间不同而不同．

2黄麻纤维增强复合材料增强体：黄麻学名CorchorusCapsularisL．，又名络麻、绿麻，一年生草本植物．黄麻纤维的硬度很高，具有较高的比强度和比模量的特点，但是与玻璃纤维相比，仍有弯曲强度低、吸湿性大、染色性差等缺点．因此，在黄麻纤维增强复合材料的制备过程中，需要解决复合材料的耐水性差以及界面强度低下等问题．基体：聚丙烯一种用途广泛的高分子材料，等规聚丙烯因其低温脆性和收缩率大等缺陷，导致制品易变形且耐冲击性差，在一定程度上限制了它应用范围，聚丙烯的长处与麻纤维相结合，制定复合材料，取长补短。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯 3

含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。改性剂和预处理纤维：硅烷偶联剂和马来酸酐改性机理研究现状： MAPP分子中有大量的羧基或酸酐基，这些基团能够与纤维中的羟基发生酯化反应，减少了引起纤维极性和吸湿性的羟基的数目，同时该共聚物长链又能与聚丙烯作用，如发生相互缠结或产生共结晶现象。这样提高了天然纤维与聚丙烯的界面亲和性。MAPP在基体中起一个桥梁作用，一方面，它可以与纤维发生酯化作用，由于天然纤维结晶度较高，反应过程只能中体积相对较大的MAPP分子很难渗入到天然纤维的内部，因此，MAPP和天然纤维的反应大部分集中在天然纤维的表面。另一方面，在MAPP分子链的末端是很长的聚丙烯链段，它可以和聚丙烯基体发生相互缠结，接枝链段聚丙烯与基体聚丙烯的晶型相同，而晶型相同的两种聚合物混合时，可以产生共结晶现象，彼此进入对方的晶格。这样无疑提高了体系的相容性，这是MAPP增容的优势所在，是别的相容性所无法比拟的。在黄麻纤维增强复合材料的制备过程中，需要解决复合材料的耐水性差以及界面强度低下等问题．郑融等[5]研究了黄麻线状单向纤维和随机分布短纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能，并与竹纤维增强环氧树脂复合材料进行了对比．实验中加入固化剂对纤维表面进行处理，提高了纤维和树脂界面的粘接性能，取得了较好的效果．曾竞成等[5]研究了黄麻捻合纤维束和黄麻布增强环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂复合材料的力学性能，发现黄麻纤维与热固性树脂基体之间有较好的浸润性；黄麻纤维单向复合材料的性能比黄麻布复合材料高，接近玻璃纤维布增强复合材料的性能，表明黄麻纤维能够代替玻璃纤维制备成结构材料的可能性．张安定等[6]用注射成型制备黄麻纤维增强聚丙烯复合材料时发现，随着纤维质量分数或长度的增加，材料的拉伸、弯曲的强度和模量是递增的，而冲击强度是递减的；黄麻纤 4

维的添加改善了聚丙烯的力学性能，大幅度提高了材料的拉伸和弯曲模量，但是冲击强度和伸长率有所降低。日本Shima等[7]用注射成型方法制备黄麻纤维增强聚丙烯复合材料，分析了吸湿性对纤维和复合材力学性能的影响，同时用去油、脱脂和硅烷偶联剂预处理纤维，研究了复合材料的界面变化．结果表明，黄麻纤维的强度和刚性不随吸湿性的变化而改变，复合材料的破坏形态在吸湿实验前后也没有显著变化，但是复合材料内部的纤维由于吸湿出现浸润膨胀，材料的刚性有所下降但是拉伸强度保持不变．用电镜观察由硅烷偶联剂预处理纤维增强复合材料的断面，表明纤维和树脂问良好的粘结界面，是几种处理方法中效果最好的．Dieu等[8}在开发黄麻纤维／聚丙烯复合材料过程中发现，纤维经过室温20℃、低浓度0．4％的碱液处理后，其与树脂之间的界面粘接性能得到显著提高；当共混物中添加了马来酐改性聚丙烯后，材料的界面也能得到改善，而且拉伸强度和弯曲强度分别增加55％和190％，但是冲击强度没有提高．与黄麻纤维增强复合材料相比，黄麻纤维／玻璃纤维膜／聚丙烯混杂复合材料显示出极好的力学性能，材料的冲击强度从13．2kJ／m增加到38．9kJ／m．此外，Takemura等[91利用日本传统增强麻质渔网和渔线的Kakishibu方法处理黄麻织布，分析了黄麻纤维／聚丙烯复合材料的拉伸蠕变性能．结果表明，处理后的纤维增强复合材料在蠕变初期的弹性应变出现减少；纤维在小负荷胀紧状态下处理时，材料的杨氏模量增加；但是在大负荷的状态下处理，效果反而变坏． 1原材料 (1)黄麻纤维:工艺纤维的线密度为3.33～1.67 tex，长度3.5～290mm，含短绒(<25 cm)，麻屑、并丝、麻粒及其他杂质约21.1%。(2)聚丙烯(PP)纤维:线密度1.5 dtex，长度40 mm，熔点168℃，密度0.89 g/cm3，单纤维强度485 mN/tex，断裂伸长28%。 2仪器与设备 TT500型电子天平、FZK500型开松机、FZSCD-Z850型高产梳理机、FZP1000型铺网机、FZZ-Ⅰ1000型预针刺机、FZZ-Ⅱ1000型主针刺机、101AB-1电热恒温鼓风干燥箱等。模压成型关键工艺参数与产品力学性能的关系为研究模压成型关键工艺参数与 5

产品力学性能的关系，以T字型复合材料预制件为例，选择纤维配比、铺网层数、铺向角、热压温度和成型时间 5个关键因素来研究，每个因素分3组(如表1所示)，暂不考虑各因素间的交互作用，确定了试验方案，测试每一组的每一因素值成品相应的拉伸、撕破、顶破性能[6]，每一力学性能指标值均为某一因素值在不同组别下所测得值的平均数。

T字PP/型黄麻复合材料试样的尺寸为15 cm×15 cm，厚度为0.5 cm，铺网总层数为13、17和21层，拉伸、顶破、撕破性能测试的结果如图3～图6所示。在所有影响PP/黄麻复合材料力学性能的因素中，影响最大的是热压温度，当热压温度过高时， 6

制备过程中PP融化之后溢出在黄麻表面，造成PP与黄麻纤维之间结合不理想，界面性能较差，当复合材料受力时，易发生脆性断裂。另外，PP与黄麻纤维的配比对材料的拉伸强度也有显著影响，在本文选择的配比范围内，随着黄麻纤维与PP质量比从50∶50变为60∶40，材料的拉伸强度增加，这是因为热压成型过程中过高的PP含量会造成部分PP纤维的熔融和溢出，起不到对麻纤维的黏结增强作用;黄麻纤维的力学性能优于PP纤维，过低的黄麻纤维比例降低了其在材料整体中的增强作用。当铺向角为45°，铺层数为21层时，其对应的复合材料试样拉伸、撕破、顶破性能最好;较好的成型时间是4 min。 6结论热压温度为190℃，黄麻与PP纤维的质量比为70∶30时，PP/黄麻纤维复合材料的强力达到最大值;随着热压时间延长，强力呈上升的趋势，在热压4 min时拉伸、撕破和顶破的强力最好;当纤维总层数为21层，铺向角为45°时，复合材料的力学性能达最优。参考文献 1卢殉，章明秋，容敏智，杨桂成，曾汉民，剑麻纤维增强聚合物基复合材料，复合材料学报，19(5)，1(2002)) 2 (梁小波，杨桂成，曾汉民，剑麻纤维增强复合材料的研究进展，材料导报，19(2)，63(2005)) 3(余权英，黄麻塑料复合材料，高分子通报，2，72(1991)) 4 A．K．M ohanty,M．M isra，G．Hinrichsen，Biofibers，