竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料的RTM成型工藝及界面改性研究
發(fā)布時間:2022-08-11 14:22
竹纖維/環(huán)氧復合材料具有輕質(zhì)高強,耐疲勞性好和緩沖性能好等優(yōu)點,且其具有低成本、低能耗,綠色環(huán)保等優(yōu)良特性。但在樹脂傳遞模塑成型工藝(Resin Transfer Molding,RTM)領域,受到植物纖維本身缺陷和RTM工藝特點的制約,存在性能不穩(wěn)定,注膠過程難以控制、樹脂與纖維浸漬效果不理想導致的界面性能較差等缺點。本研究以竹纖維(BF)作為增強體,以環(huán)氧樹脂(EP)作為基體樹脂,通過RTM工藝制備了竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料(BF/EP),考察了增強體竹纖維和基體環(huán)氧樹脂間的界面潤濕性能以及纖維含量、注射壓力、成型溫度及真空度等工藝參數(shù)對材料力學性能、沖模時間和孔隙率的影響。同時,通過偶聯(lián)劑(KH550)和潤濕劑(畢克358N)對其進行界面改性,并探究偶聯(lián)劑和潤濕劑對改性復合材料力學強度和熱力學性能的影響,揭示其界面潤濕增強機理。旨在優(yōu)化RTM成型工藝參數(shù),探究試驗范圍內(nèi)最優(yōu)工藝方案,同時通過改性提升復合材料界面性能,進而提升其物理性能,為竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料的開發(fā)利用提供理論基礎和數(shù)據(jù)支撐。主要研究內(nèi)容及結果如下:(1)從竹纖維表面自由能和竹纖維與環(huán)氧樹脂間的動態(tài)接觸角兩方面...
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 竹資源利用及國內(nèi)外研究進展
1.2.1 竹資源及其利用研究現(xiàn)狀
1.2.2 竹纖維復合材料應用及其研究現(xiàn)狀
1.3 環(huán)氧樹脂在復合材料領域的應用及其研究現(xiàn)狀
1.4 樹脂傳遞模塑成型工藝原理及其研究現(xiàn)狀
1.5 復合材料界面改性
1.6 主要研究內(nèi)容及目的
1.6.1 研究目的及意義
1.6.2 主要研究內(nèi)容
1.6.3 技術路線圖
2 環(huán)氧樹脂的流變特性及竹纖維的潤濕性研究
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 試驗材料
2.2.2 試驗設備
2.2.3 試驗方法
2.3 結果與討論
2.3.1 竹纖維尺寸分布
2.3.2 竹纖維表面形態(tài)
2.3.3 竹纖維化學成分
2.3.4 環(huán)氧樹脂流變特性研究
2.3.5 環(huán)氧樹脂表面張力分析
2.3.6 偶聯(lián)劑/潤濕劑改性對環(huán)氧樹脂表面張力的影響
2.3.7 竹纖維表面自由能研究
2.4 本章小結
3 竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料成型工藝
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗材料
3.2.2 試驗設備
3.2.3 試驗方法
3.3 結果與討論
3.3.1 竹纖維含量對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料性能的影響
3.3.2 TRM工藝參數(shù)對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料力學性能的影響
3.3.3 注射壓力對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料沖模時間的影響
3.3.4 竹纖維/環(huán)氧樹脂的孔隙率分析
3.4 本章小結
4 界面改性竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料性能的研究
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 試驗材料
4.2.2 試驗設備及儀器
4.2.3 試驗方法
4.3 結果與討論
4.3.1 界面改性對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料力學性能的影響
4.3.2 界面改性對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料動態(tài)熱力學性能的影響
4.3.3 竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料微觀形貌分析
4.3.4 竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料界面改性機理分析
4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于第九次全國森林資源清查的中國竹資源分析[J]. 李玉敏,馮鵬飛. 世界竹藤通訊. 2019(06)
[2]中國竹產(chǎn)業(yè)的變革[J]. 孫正軍,費本華. 國土綠化. 2019(12)
[3]維管束分布及結構對竹材宏觀壓縮性能的影響[J]. 袁晶,張雪霞,余雁,陳冠軍,王漢坤. 中南林業(yè)科技大學學報. 2019(06)
[4]竹材順紋抗壓性能的種間差異及其影響因子研究[J]. 陳冠軍,袁晶,余雁,王漢坤. 木材加工機械. 2018(06)
[5]RTM工藝用耐高溫環(huán)氧樹脂性能比較研究[J]. 錢建華,付建輝,黃銳. 玻璃鋼/復合材料. 2019(01)
[6]竹質(zhì)異型材的分類與應用現(xiàn)狀[J]. 王戈,程海濤,顧少華,王翠翠,張文福. 林產(chǎn)工業(yè). 2018(11)
[7]硅烷偶聯(lián)劑改性環(huán)氧樹脂對透明椴木單板的界面增強作用[J]. 李美玲,龐瑤,李南,單家成,劉毅. 中國人造板. 2018(08)
[8]淺談紡織用竹纖維發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 蘇光榮,蔣敏,李霞鎮(zhèn),徐金梅,鄭真真. 標準科學. 2018(07)
[9]玻纖復合材料中偶聯(lián)劑對環(huán)氧基體的改性研究[J]. 鄧雙輝,李志強,劉坐鎮(zhèn). 熱固性樹脂. 2017(06)
[10]從戰(zhàn)略高度推進竹業(yè)發(fā)展的幾點思考[J]. 劉恒貴,費本華,范少輝,阮班全,劉廣路,王燕. 世界竹藤通訊. 2017(05)
碩士論文
[1]竹原纖維增強復合材料拉伸破壞行為的表征和模擬[D]. 李雪.西南大學 2016
[2]竹纖維/SiO2/環(huán)氧樹脂雜化復合材料的制備研究[D]. 趙嘉.安徽理工大學 2015
[3]玻璃纖維與樹脂的潤濕性研究[D]. 孫靜.重慶理工大學 2011
[4]植物單根纖維拉伸性能測試與評價[D]. 曹雙平.中國林業(yè)科學研究院 2010
[5]竹織物增強竹碎料板生產(chǎn)工藝及相關機理的研究[D]. 余倩.中南林業(yè)科技大學 2009
本文編號:3674823
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 竹資源利用及國內(nèi)外研究進展
1.2.1 竹資源及其利用研究現(xiàn)狀
1.2.2 竹纖維復合材料應用及其研究現(xiàn)狀
1.3 環(huán)氧樹脂在復合材料領域的應用及其研究現(xiàn)狀
1.4 樹脂傳遞模塑成型工藝原理及其研究現(xiàn)狀
1.5 復合材料界面改性
1.6 主要研究內(nèi)容及目的
1.6.1 研究目的及意義
1.6.2 主要研究內(nèi)容
1.6.3 技術路線圖
2 環(huán)氧樹脂的流變特性及竹纖維的潤濕性研究
2.1 引言
2.2 材料與方法
2.2.1 試驗材料
2.2.2 試驗設備
2.2.3 試驗方法
2.3 結果與討論
2.3.1 竹纖維尺寸分布
2.3.2 竹纖維表面形態(tài)
2.3.3 竹纖維化學成分
2.3.4 環(huán)氧樹脂流變特性研究
2.3.5 環(huán)氧樹脂表面張力分析
2.3.6 偶聯(lián)劑/潤濕劑改性對環(huán)氧樹脂表面張力的影響
2.3.7 竹纖維表面自由能研究
2.4 本章小結
3 竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料成型工藝
3.1 引言
3.2 材料與方法
3.2.1 試驗材料
3.2.2 試驗設備
3.2.3 試驗方法
3.3 結果與討論
3.3.1 竹纖維含量對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料性能的影響
3.3.2 TRM工藝參數(shù)對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料力學性能的影響
3.3.3 注射壓力對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料沖模時間的影響
3.3.4 竹纖維/環(huán)氧樹脂的孔隙率分析
3.4 本章小結
4 界面改性竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料性能的研究
4.1 引言
4.2 材料與方法
4.2.1 試驗材料
4.2.2 試驗設備及儀器
4.2.3 試驗方法
4.3 結果與討論
4.3.1 界面改性對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料力學性能的影響
4.3.2 界面改性對竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料動態(tài)熱力學性能的影響
4.3.3 竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料微觀形貌分析
4.3.4 竹纖維/環(huán)氧樹脂復合材料界面改性機理分析
4.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于第九次全國森林資源清查的中國竹資源分析[J]. 李玉敏,馮鵬飛. 世界竹藤通訊. 2019(06)
[2]中國竹產(chǎn)業(yè)的變革[J]. 孫正軍,費本華. 國土綠化. 2019(12)
[3]維管束分布及結構對竹材宏觀壓縮性能的影響[J]. 袁晶,張雪霞,余雁,陳冠軍,王漢坤. 中南林業(yè)科技大學學報. 2019(06)
[4]竹材順紋抗壓性能的種間差異及其影響因子研究[J]. 陳冠軍,袁晶,余雁,王漢坤. 木材加工機械. 2018(06)
[5]RTM工藝用耐高溫環(huán)氧樹脂性能比較研究[J]. 錢建華,付建輝,黃銳. 玻璃鋼/復合材料. 2019(01)
[6]竹質(zhì)異型材的分類與應用現(xiàn)狀[J]. 王戈,程海濤,顧少華,王翠翠,張文福. 林產(chǎn)工業(yè). 2018(11)
[7]硅烷偶聯(lián)劑改性環(huán)氧樹脂對透明椴木單板的界面增強作用[J]. 李美玲,龐瑤,李南,單家成,劉毅. 中國人造板. 2018(08)
[8]淺談紡織用竹纖維發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 蘇光榮,蔣敏,李霞鎮(zhèn),徐金梅,鄭真真. 標準科學. 2018(07)
[9]玻纖復合材料中偶聯(lián)劑對環(huán)氧基體的改性研究[J]. 鄧雙輝,李志強,劉坐鎮(zhèn). 熱固性樹脂. 2017(06)
[10]從戰(zhàn)略高度推進竹業(yè)發(fā)展的幾點思考[J]. 劉恒貴,費本華,范少輝,阮班全,劉廣路,王燕. 世界竹藤通訊. 2017(05)
碩士論文
[1]竹原纖維增強復合材料拉伸破壞行為的表征和模擬[D]. 李雪.西南大學 2016
[2]竹纖維/SiO2/環(huán)氧樹脂雜化復合材料的制備研究[D]. 趙嘉.安徽理工大學 2015
[3]玻璃纖維與樹脂的潤濕性研究[D]. 孫靜.重慶理工大學 2011
[4]植物單根纖維拉伸性能測試與評價[D]. 曹雙平.中國林業(yè)科學研究院 2010
[5]竹織物增強竹碎料板生產(chǎn)工藝及相關機理的研究[D]. 余倩.中南林業(yè)科技大學 2009
本文編號:3674823
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