单向连续竹纤维增强聚合物的拉伸性能

       描述了一种单向连续竹纤维增强聚合物试件的制作工艺过程：研究了该型竹纤维增强复合材料的拉仲力学性能。将该性能与单向连续玻璃纤维增强聚合物的拉伸力学性能进行了比较，发现竹纤维增强聚合物的拉伸模量要明鼹高于玻璃纤维增强聚合物的对应值，而其拉伸强度和玻璃纤维增强聚合物的相当。同时发现竹纤维增强聚合物的纵向延展性较小，呈现一次性单界面脆性断裂状况，相对地，连续玻璃纤维增强聚合物的拉伸断裂是多次多界面分段断裂。
       我国竹资源十分丰富，共有6大族，48属，500多种，有梨竹族、刺竹族、牡竹族、倭竹族、香竹族、北美箭竹族等，其中牡竹族的慈竹属具有竹材薄、节间长、可加工成细长薄条，容易提取竹纤维，但是当前利用率却非常低，只是用来作工艺品、造纸等。竹纤维廉价、质量轻，同时竹纤维力学性能优良，比拉伸强度、比刚度都比非常高，而且又是天然纤维，可降解、没有污染，因此可以广泛应用于建筑等其他领域。竹纤维增强聚合物有很大的发展潜力，但是这方面的研究却比较少，人在1989年开始研究竹纤维增强聚合物的力学性能，他们研究了竹纤维的拉伸、弯曲、剪切等宏观力学性能，同时也研究了竹纤维的微观断裂机理，他们采用蒿竹为增强相，由于他们的目的是代替木材作建筑用材，因此试件制作相对粗糙，有些层合试件中间用竹屑作填料。1998年，Chen X等人针对聚合物与竹纤维之间的结问题，设计了一种新型的竹纤维增强聚丙烯复合材料，增加一种添加剂，增强了竹纤维与聚合物的粘结性能，提高了材料的强度。2000年Abhijit.P．Deshpander等主要研究了如何提取竹纤维，并用不同的成型工艺制作了竹纤维增强聚合物，比较了不同体积比的聚合物的拉伸性能，他们主要讨论了如何用提取竹纤维，对力学性能的研究讨论相对较少。研究了竹——玻璃纤维混合增强树脂复合材料的一些基本特性，通过电子显微镜观察了有MAPP添加剂与没有添加剂的竹——玻璃纤维聚合物材料的粘结性能，同时研究了温度、材料的含水量对材料性能的影响，也研究了材料的疲劳性能：其研究是将短切竹纤维和玻璃纤维以及聚丙烯树脂混在一起，在高温下搅拌，然后注入模具，做成一种面内各向同性的复合材料，采用这种方法制作出的构件的抗压性能较好，但抗拉性能会较差。Kazuya Okubo等总结了以前的一些进展，利用蒸汽喷发技术(steam explosion technique)提取竹纤维，然后利用竹纤维束制作聚合物试件，并研究了诙种竹纤维增强聚合物的力学性能，显然该种工艺的制作成本较高。
       本文利用慈竹薄纤维片制出单向纤维增强聚合物试件，研究了该试件的拉伸力学性能，其拉伸模量、泊松比、拉伸强度以及伸长率与相应的单向玻璃纤维增强聚合物的拉伸性能进行比较。

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