單向連續(xù)竹纖維增強聚合物的拉伸性能

       描述了一種單向連續(xù)竹纖維增強聚合物試件的制作工藝過程：研究了該型竹纖維增強復(fù)合材料的拉仲力學性能。將該性能與單向連續(xù)玻璃纖維增強聚合物的拉伸力學性能進行了比較，發(fā)現(xiàn)竹纖維增強聚合物的拉伸模量要明鼴高于玻璃纖維增強聚合物的對應(yīng)值，而其拉伸強度和玻璃纖維增強聚合物的相當。同時發(fā)現(xiàn)竹纖維增強聚合物的縱向延展性較小，呈現(xiàn)一次性單界面脆性斷裂狀況，相對地，連續(xù)玻璃纖維增強聚合物的拉伸斷裂是多次多界面分段斷裂。
       我國竹資源十分豐富，共有6大族，48屬，500多種，有梨竹族、刺竹族、牡竹族、倭竹族、香竹族、北美箭竹族等，其中牡竹族的慈竹屬具有竹材薄、節(jié)間長、可加工成細長薄條，容易提取竹纖維，但是當前利用率卻非常低，只是用來作工藝品、造紙等。竹纖維廉價、質(zhì)量輕，同時竹纖維力學性能優(yōu)良，比拉伸強度、比剛度都比非常高，而且又是天然纖維，可降解、沒有污染，因此可以廣泛應(yīng)用于建筑等其他領(lǐng)域。竹纖維增強聚合物有很大的發(fā)展?jié)摿Γ沁@方面的研究卻比較少，人在1989年開始研究竹纖維增強聚合物的力學性能，他們研究了竹纖維的拉伸、彎曲、剪切等宏觀力學性能，同時也研究了竹纖維的微觀斷裂機理，他們采用蒿竹為增強相，由于他們的目的是代替木材作建筑用材，因此試件制作相對粗糙，有些層合試件中間用竹屑作填料。1998年，Chen X等人針對聚合物與竹纖維之間的結(jié)問題，設(shè)計了一種新型的竹纖維增強聚丙烯復(fù)合材料，增加一種添加劑，增強了竹纖維與聚合物的粘結(jié)性能，提高了材料的強度。2000年Abhijit.P．Deshpander等主要研究了如何提取竹纖維，并用不同的成型工藝制作了竹纖維增強聚合物，比較了不同體積比的聚合物的拉伸性能，他們主要討論了如何用提取竹纖維，對力學性能的研究討論相對較少。研究了竹——玻璃纖維混合增強樹脂復(fù)合材料的一些基本特性，通過電子顯微鏡觀察了有MAPP添加劑與沒有添加劑的竹——玻璃纖維聚合物材料的粘結(jié)性能，同時研究了溫度、材料的含水量對材料性能的影響，也研究了材料的疲勞性能：其研究是將短切竹纖維和玻璃纖維以及聚丙烯樹脂混在一起，在高溫下攪拌，然后注入模具，做成一種面內(nèi)各向同性的復(fù)合材料，采用這種方法制作出的構(gòu)件的抗壓性能較好，但抗拉性能會較差。Kazuya Okubo等總結(jié)了以前的一些進展，利用蒸汽噴發(fā)技術(shù)(steam explosion technique)提取竹纖維，然后利用竹纖維束制作聚合物試件，并研究了詼種竹纖維增強聚合物的力學性能，顯然該種工藝的制作成本較高。
       本文利用慈竹薄纖維片制出單向纖維增強聚合物試件，研究了該試件的拉伸力學性能，其拉伸模量、泊松比、拉伸強度以及伸長率與相應(yīng)的單向玻璃纖維增強聚合物的拉伸性能進行比較。

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