甘蔗皮纖維/PP復(fù)合材料制備及力學(xué)行為分析
發(fā)布時(shí)間:2021-01-14 07:32
甘蔗短纖維復(fù)合材料具有復(fù)合材料制品相對(duì)比重量輕、甘蔗纖維可替代木質(zhì)資源以及甘蔗纖維來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn),是一類很有發(fā)展前景的新興復(fù)合材料。其應(yīng)用范圍從汽車、建筑等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域擴(kuò)展到如航空航天、船舶制造等新興行業(yè)中,在其應(yīng)用過程中要求其具備一定的剛度和強(qiáng)度,而在一些特定的場(chǎng)合中要求具有較高的穩(wěn)定性。因此研究分析其力學(xué)性能的重要性不言而喻。本文以農(nóng)作物甘蔗的外表皮纖維(Sugarcane Bark Fiber,SBF)和聚丙烯(Polypropylene,PP)為原料,采用熱壓工藝制備了SBF/PP復(fù)合材料。在溫度為175℃、壓力為1MPa條件下、將SBF和PP共混熱壓15min,保壓時(shí)間為30min,制備甘蔗皮纖維/PP復(fù)合材料。探討不同甘蔗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)與甘蔗纖維粒徑對(duì)其力學(xué)性能的影響。本文的主要研究結(jié)果如下:(1)對(duì)SBF/PP復(fù)合材料進(jìn)行物理性能測(cè)試。結(jié)果表明,甘蔗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)及甘蔗纖維粒徑對(duì)復(fù)合材料密度影響不大,SBF復(fù)合材料密度為0.8g/cm3,SBF復(fù)合材料2小時(shí)吸水厚度膨脹率及24小時(shí)吸水率均與纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)、纖維粒徑有關(guān),當(dāng)纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、粒徑為20-40目時(shí),其2小時(shí)吸水...
【文章來(lái)源】:天津商業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1雙螺桿擠出機(jī)Fig2-1Doublescrewextruder
(a)陰模正面 (b)陰模反面 (c)陽(yáng)模圖 2-2 SBF/PP 復(fù)合材料熱壓模具Fig2-2 Hot pressing die of SBF/PP composite material文采用熱壓法制備板材,熱壓的模具見圖 2-2(a)(b)(c)。本文所用模具,僅為一個(gè)陰模和一個(gè)陽(yáng)模的設(shè)計(jì),所設(shè)計(jì)的板材厚度為 4mm,因此陰模尺m 250mm 34mm,陽(yáng)模凸起部分尺寸為 30mm。試驗(yàn)前預(yù)先估計(jì)板材的8g/cm3,根據(jù)公式 ρ=m/v 計(jì)算得到甘蔗皮/PP 顆粒用量為 240g,但是由于陰的側(cè)面閉合處并不是緊貼合設(shè)計(jì),因此具有一定空隙,在估計(jì)加料量時(shí)需要加料量,筆者經(jīng)過反復(fù)嘗試發(fā)現(xiàn)在陰模中預(yù)加 300g 粒料時(shí)模壓時(shí)制得板材且無(wú)明顯缺陷,制得可試驗(yàn)用板材質(zhì)量大約為 256g 左右。模具的陰模采用計(jì),在脫模時(shí)需要將模具陰模反面的六角螺釘擰下如圖 2-2(b)所示,然后面的 4 個(gè)螺釘擰下即可脫模。具的原材料和模具的結(jié)構(gòu)是影響模具設(shè)計(jì)的主要因素。本文采用的模具原材 號(hào)鋁型材,其特點(diǎn)為強(qiáng)度及韌性較高,加工性好和耐腐蝕性強(qiáng),是被廣泛
(a)20 目 (b)40 目圖 2-4 試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)分樣篩Fig 2-4 standard sieve for test材料的甘蔗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)和甘蔗纖維粒徑兩個(gè)主要組情況如下:表 2-5 試驗(yàn)方案分組情況Table 2-5 Grouping of test scheme5% 10% 15% 1 2 3 5 6 7 9 10 11 13 14 15
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Digital Image Correlation Using Specific Shape Function for Stress Intensity Factor Measurement[J]. Chunhua Ren,Jia Yang,Xiaochuan Zhang,Hongwei Ji. Transactions of Tianjin University. 2017(02)
[2]中國(guó)甘蔗渣綜合利用現(xiàn)狀分析[J]. 劉洋,洪亞楠,姚艷麗,徐磊,邢淑蓮,胡小文,高玉堯. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(02)
[3]廢棄生物質(zhì)材料的高附加值再利用途徑綜述[J]. 何玉鳳,錢文珍,王建鳳,熊玉兵,宋鵬飛,王榮民. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(15)
[4]PBS/竹粉復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[J]. 付瑤,李壯,曹國(guó)喜. 化工新型材料. 2016(04)
[5]甘蔗渣緩沖材料的制備及性能[J]. 計(jì)宏偉,郭鑫,郭玉花,王丹丹. 功能材料. 2015(19)
[6]植物纖維增強(qiáng)的生物質(zhì)復(fù)合材料微觀機(jī)理及力學(xué)性能研究[J]. 劉鵬,李方義,李劍峰,郭安福,張傳偉,王成釗. 功能材料. 2015(11)
[7]聚合物/甘蔗渣復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 陳星,朱德欽,生瑜. 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2014(03)
[8]蔗渣纖維表面改性研究進(jìn)展[J]. 王冰瑩,嚴(yán)志云,周向陽(yáng). 廣州化工. 2014(09)
[9]硅烷偶聯(lián)劑對(duì)聚乳酸/甘蔗渣復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 盛雨峰,溫變英,胡笑千. 中國(guó)塑料. 2012(01)
[10]數(shù)字圖像相關(guān)法在竹纖維材料拉伸試驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 陳兵,朱潔,白鵬翔,何小元. 工程與試驗(yàn). 2011(01)
博士論文
[1]改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法及其應(yīng)用研究[D]. 張曉川.天津大學(xué) 2012
碩士論文
[1]蔗渣改性生物基復(fù)合材料的制備與研究[D]. 陸智明.華南理工大學(xué) 2012
[2]實(shí)驗(yàn)與數(shù)值混合法研究植物短纖維復(fù)合材料的斷裂與增韌行為[D]. 梁冬超.天津大學(xué) 2013
[3]隨機(jī)云杉短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料界面對(duì)拉伸行為的影響[D]. 許睿.天津大學(xué) 2012
[4]隨機(jī)云杉短纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)行為的數(shù)值模擬[D]. 王楊.天津大學(xué) 2010
[5]振蕩篩篩分機(jī)理的分析與研究[D]. 付允強(qiáng).長(zhǎng)安大學(xué) 2008
[6]植物纖維與廢舊聚丙烯復(fù)合板材的制備[D]. 李建萍.南京航空航天大學(xué) 2007
[7]木材纖維/回收塑料復(fù)合材料工藝及性能的研究[D]. 趙行志.北京林業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):2976497
【文章來(lái)源】:天津商業(yè)大學(xué)天津市
【文章頁(yè)數(shù)】:57 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1雙螺桿擠出機(jī)Fig2-1Doublescrewextruder
(a)陰模正面 (b)陰模反面 (c)陽(yáng)模圖 2-2 SBF/PP 復(fù)合材料熱壓模具Fig2-2 Hot pressing die of SBF/PP composite material文采用熱壓法制備板材,熱壓的模具見圖 2-2(a)(b)(c)。本文所用模具,僅為一個(gè)陰模和一個(gè)陽(yáng)模的設(shè)計(jì),所設(shè)計(jì)的板材厚度為 4mm,因此陰模尺m 250mm 34mm,陽(yáng)模凸起部分尺寸為 30mm。試驗(yàn)前預(yù)先估計(jì)板材的8g/cm3,根據(jù)公式 ρ=m/v 計(jì)算得到甘蔗皮/PP 顆粒用量為 240g,但是由于陰的側(cè)面閉合處并不是緊貼合設(shè)計(jì),因此具有一定空隙,在估計(jì)加料量時(shí)需要加料量,筆者經(jīng)過反復(fù)嘗試發(fā)現(xiàn)在陰模中預(yù)加 300g 粒料時(shí)模壓時(shí)制得板材且無(wú)明顯缺陷,制得可試驗(yàn)用板材質(zhì)量大約為 256g 左右。模具的陰模采用計(jì),在脫模時(shí)需要將模具陰模反面的六角螺釘擰下如圖 2-2(b)所示,然后面的 4 個(gè)螺釘擰下即可脫模。具的原材料和模具的結(jié)構(gòu)是影響模具設(shè)計(jì)的主要因素。本文采用的模具原材 號(hào)鋁型材,其特點(diǎn)為強(qiáng)度及韌性較高,加工性好和耐腐蝕性強(qiáng),是被廣泛
(a)20 目 (b)40 目圖 2-4 試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)分樣篩Fig 2-4 standard sieve for test材料的甘蔗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)和甘蔗纖維粒徑兩個(gè)主要組情況如下:表 2-5 試驗(yàn)方案分組情況Table 2-5 Grouping of test scheme5% 10% 15% 1 2 3 5 6 7 9 10 11 13 14 15
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Digital Image Correlation Using Specific Shape Function for Stress Intensity Factor Measurement[J]. Chunhua Ren,Jia Yang,Xiaochuan Zhang,Hongwei Ji. Transactions of Tianjin University. 2017(02)
[2]中國(guó)甘蔗渣綜合利用現(xiàn)狀分析[J]. 劉洋,洪亞楠,姚艷麗,徐磊,邢淑蓮,胡小文,高玉堯. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué). 2017(02)
[3]廢棄生物質(zhì)材料的高附加值再利用途徑綜述[J]. 何玉鳳,錢文珍,王建鳳,熊玉兵,宋鵬飛,王榮民. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(15)
[4]PBS/竹粉復(fù)合材料的力學(xué)性能研究[J]. 付瑤,李壯,曹國(guó)喜. 化工新型材料. 2016(04)
[5]甘蔗渣緩沖材料的制備及性能[J]. 計(jì)宏偉,郭鑫,郭玉花,王丹丹. 功能材料. 2015(19)
[6]植物纖維增強(qiáng)的生物質(zhì)復(fù)合材料微觀機(jī)理及力學(xué)性能研究[J]. 劉鵬,李方義,李劍峰,郭安福,張傳偉,王成釗. 功能材料. 2015(11)
[7]聚合物/甘蔗渣復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 陳星,朱德欽,生瑜. 纖維素科學(xué)與技術(shù). 2014(03)
[8]蔗渣纖維表面改性研究進(jìn)展[J]. 王冰瑩,嚴(yán)志云,周向陽(yáng). 廣州化工. 2014(09)
[9]硅烷偶聯(lián)劑對(duì)聚乳酸/甘蔗渣復(fù)合材料力學(xué)性能的影響[J]. 盛雨峰,溫變英,胡笑千. 中國(guó)塑料. 2012(01)
[10]數(shù)字圖像相關(guān)法在竹纖維材料拉伸試驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 陳兵,朱潔,白鵬翔,何小元. 工程與試驗(yàn). 2011(01)
博士論文
[1]改進(jìn)擴(kuò)展數(shù)字圖像相關(guān)方法及其應(yīng)用研究[D]. 張曉川.天津大學(xué) 2012
碩士論文
[1]蔗渣改性生物基復(fù)合材料的制備與研究[D]. 陸智明.華南理工大學(xué) 2012
[2]實(shí)驗(yàn)與數(shù)值混合法研究植物短纖維復(fù)合材料的斷裂與增韌行為[D]. 梁冬超.天津大學(xué) 2013
[3]隨機(jī)云杉短纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料界面對(duì)拉伸行為的影響[D]. 許睿.天津大學(xué) 2012
[4]隨機(jī)云杉短纖維增強(qiáng)聚丙烯復(fù)合材料力學(xué)行為的數(shù)值模擬[D]. 王楊.天津大學(xué) 2010
[5]振蕩篩篩分機(jī)理的分析與研究[D]. 付允強(qiáng).長(zhǎng)安大學(xué) 2008
[6]植物纖維與廢舊聚丙烯復(fù)合板材的制備[D]. 李建萍.南京航空航天大學(xué) 2007
[7]木材纖維/回收塑料復(fù)合材料工藝及性能的研究[D]. 趙行志.北京林業(yè)大學(xué) 2004
本文編號(hào):2976497
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