竹纖維增強聚合物力學性能的實驗研究.pdf

1、近二十年來，在多個國家已開展了對天然纖維增強復合材料的研究，研究的增強材料包括韌皮類纖維、莖類纖維、果實類纖維和葉類纖維等。相對于已廣泛使用的玻璃纖維或碳纖維增強材料，天然纖維除了價格低廉外，還具有非常積極的環(huán)保意義。其中莖類纖維材料中的竹子片材在中國一千多年前就用來制作承載工具和容器。竹纖維具有非常優(yōu)異的韌性和抗拉/彎/壓強度，很適合做復合材料的增強相。 本文研究中選取了一種特殊的竹類—慈竹，實驗研究了慈竹纖維增強環(huán)氧樹脂復合

2、材料的拉伸和彎曲力學性能，其結果與玻璃纖維環(huán)氧樹脂復合材料的相應性能進行了比較。研究工作具體包括：首先，根據(jù)增強材料的特點，設計制作了相應的試件模具，提出了單向竹纖維以及玻璃纖維增強聚合物試件的制作工藝；其次，實驗研究了竹纖維增強聚合物的拉伸性能，并與玻璃纖維增強聚合物的拉伸性能進行了比較；再者，針對小載荷撓曲和屈曲實驗，設計并制作了一套實驗裝置，驗證了其精確度；最后，利用上述裝置進行了本文研究中的彎曲和屈曲實驗，研究了竹纖維增強聚合物

3、的彎曲性能和屈曲性能，并與玻璃纖維增強聚合物的相應性能進行了比較。 研究結果表明竹纖維增強聚合物的拉伸模量要高于玻璃纖維增強的拉伸模量，而二者的拉伸強度相當。結果同時表明竹纖維增強聚合物的伸長率較低。通過彎曲和屈曲實驗研究，表明竹纖維增強聚合物的彎曲模量彎曲強度都要明顯低于玻璃纖維增強的相應值，但是其比彎曲模量和比彎曲強度和玻璃纖維增強聚合物的相當，同時表明兩種纖維增強聚合物的失穩(wěn)方向是隨機的，二者的穩(wěn)定性能相當。綜合上述結果，