苎麻/UPR复合材料的弯曲性能优化研究

"苎麻/UPR复合材料的制备及其弯曲性能 (2012年)，作者：李姗、李冬松、王春红、王瑞" 本文主要探讨了以天然纤维——苎麻作为增强材料，不饱和聚酯树脂(UPR)作为基体，通过热压成型法制备的复合材料在经过不同预处理后的弯曲性能。实验中，研究了三种不同的预处理方法：洗涤、碱处理和偶联剂处理，以观察它们对复合材料力学性能的影响。 首先，洗涤处理是为了去除苎麻纤维上的杂质和天然油脂，提高纤维与树脂之间的粘合性。实验结果显示，适当的洗涤有助于提升复合材料的力学性能，但过度的洗涤可能会削弱纤维的结构，反而降低其性能。 其次，碱处理是利用碱性溶液对纤维表面进行化学改性，以增强纤维与树脂之间的界面结合。研究发现，当碱处理的质量分数为1%时，复合材料的弯曲强度达到最大值，为60.839 MPa。这表明适度的碱处理可以优化纤维的表面特性，增强纤维与树脂的相互作用。 再者，偶联剂处理是通过在纤维表面引入化学反应性基团，进一步改善纤维与树脂之间的界面相容性。处理后，苎麻的接触角增大，意味着纤维表面的湿润性提高，树脂更易于浸润纤维，从而提高了复合材料的整体性能。 此外，利用接触角测量仪和光学显微镜，研究人员分析了纤维的浸润性和复合材料的断裂形貌。这些分析揭示了预处理如何影响纤维与树脂的结合状态，以及这种结合状态如何影响复合材料的机械性能。 通过调整和优化洗涤、碱处理和偶联剂处理的条件，可以有效地改进苎麻/UPR复合材料的弯曲性能。这些发现对于开发环保、高性能的天然纤维复合材料具有重要的实践意义，特别是在汽车、建筑、航空航天等领域，天然纤维复合材料因其轻质、高强度和可再生性而受到越来越多的关注。同时，该研究也提供了对纤维增强复合材料界面改性的一般性指导原则，为后续相关研究提供了理论基础。