纖維增強復合材料（FRP,fiber reinforced polymer composite）具有輕質(zhì)、高強、耐腐蝕等優(yōu)點,已經(jīng)被廣泛應用于工程結(jié)構(gòu)加固、橋梁拉索及各種高性能新建結(jié)構(gòu)。同傳統(tǒng)復合材料用增強纖維相比,苧麻纖維生產(chǎn)過程中耗能低,可再生,且具有力學性能良好、綠色無污染等優(yōu)點,是一種新型的結(jié)構(gòu)復合材料用增強纖維。但由于苧麻纖維與樹脂粘結(jié)性能較弱,外加荷載不能有效地通過樹脂傳遞到纖維,導致苧麻纖維復合材料的力學性能較差。通過植物纖維表面改性提升苧麻纖維復合材料力學性能,已成為當前植物纖維復合材料高性能化研究的重要方向。本文提出了一種簡易高效的苧麻纖維表面接枝碳納米管（CNT,Carbon Nanotube）的噴涂方法,探索了CNT在乙醇-水懸浮液的分散方法及其對CNT在苧麻纖維表面分布的影響,優(yōu)化了苧麻纖維表面CNT接枝工藝參數(shù),分析了CNT在苧麻纖維表面的接枝機理,研究了CNT接枝對苧麻纖維-樹脂界面粘結(jié)性能的作用規(guī)律與機理。主要研究內(nèi)容與結(jié)論如下:首先,研究了CNT表面修飾方法對其在乙醇-水溶液內(nèi)分散性能的影響規(guī)律及機理。研究發(fā)現(xiàn),聚乙烯吡咯烷酮對CNT的表面包覆作用與硅烷... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【圖文】：

麻類纖維多尺度示意圖

圖 1-2 植物纖維細胞結(jié)構(gòu)種類的影響，不同植物纖維化學組分比例間存在差異。其見表 1-2。表 1-2 苧麻纖維化學組成[7]成分%纖維素 木質(zhì)素 果膠 蠟質(zhì) 水分 14~16 0.8~1.5 4.5 0.5~1.0 6.6 苧麻纖維中最主要的部分，是一種白色的多糖高分子化合5)n，聚合度 n 為 10000~15000。纖維素的分子結(jié)構(gòu)式及官大約 60~70 個纖維素分子由氫鍵結(jié)合形成一個絲狀的纖維5mm 8.5mm[2]。纖維素中含有大量羥基，直接決定了纖維吸濕等多種性質(zhì)，且大量的羥基在纖維素分子內(nèi)部及纖維會在一定程度上影響纖維素大分子在荷載作用下的承載性

圖 1-3 纖維素分子結(jié)構(gòu)圖木質(zhì)素是一種具有芳香特性的高分子化合物，是纖維初生細胞壁的主要成分之一。木質(zhì)素的一部分與半纖維素有化學價鍵結(jié)合，但與纖維素分子無化學價鍵結(jié)合[6]。由于植物纖維獨特的構(gòu)造和化學成分，將其制備成復合材料時，存在纖維/樹脂界面粘結(jié)性能較差的問題，是影響植物纖維復合材料結(jié)構(gòu)應用的關鍵因素[10]。為了提高纖維/樹脂界面性能，有大量研究針對植物纖維表面進行改性處理[11]。1.2.2 植物纖維表面處理方法常用的植物纖維表面處理方法分物理方法，化學方法和生物方法[12]。物理方法主要是通過對超聲處理，蒸汽爆破等方法破壞半纖維素和木質(zhì)素形成的共價鍵網(wǎng)絡，有利于提高纖維素與樹脂的物理粘合；化學方法則是通過酯化、醚化、接枝等方法，使化學試劑與植物纖維表面的羥基反應；生物方法是指通過微生物在纖維表面進行水解、氧化等一系列生物反應[13]。通過以上方法處理，植物纖維的物理化學性能均得到一定程度的改善[14]。以上方法中，化學方法簡單易行，安全高

【參考文獻】：
期刊論文
[1]纖維素的改性及應用研究進展[J]. 羅成成,王暉,陳勇.  化工進展. 2015(03)
[2]硅烷偶聯(lián)劑的水解工藝研究[J]. 劉佳,姚光曄.  中國粉體技術(shù). 2014(04)
[3]苧麻纖維的堿處理與環(huán)氧交聯(lián)改性[J]. 李平平,戴衛(wèi)國,何建新.  纖維素科學與技術(shù). 2012(01)
[4]納米粒子的分散機理、方法及應用進展[J]. 劉景富,陳海洪,夏正斌,陳中華,陳劍華.  合成材料老化與應用. 2010(02)
[5]KH550修飾碳納米管增韌環(huán)氧樹脂的研究[J]. 熊磊,馬宏毅,王汝敏,梁紅波,管靜.  航空材料學報. 2009(04)
[6]動態(tài)機械熱分析技術(shù)及其在高分子材料中的表征應用[J]. 許建中,許晨.  化學工程與裝備. 2008(06)
[7]纖維增強樹脂基復合材料界面粘結(jié)強度測試方法探討[J]. 王恒武,王繼輝,朱京楊,高國強.  玻璃鋼/復合材料. 2003(03)
[8]硅烷偶聯(lián)劑及其在復合材料中的應用[J]. 廖俊,陳圣云,康宇峰,張先亮.  化工新型材料. 2001(09)

博士論文
[1]改性亞麻纖維復合材料及其約束混凝土柱的軸壓性能研究[D]. 夏媛媛.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[2]亞麻纖維復合材料及其加固鋼筋混凝土梁的抗剪性能研究[D]. 王宏光.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[3]碳纖維表面和界面性能研究及評價[D]. 張煥俠.東華大學 2014
[4]植物纖維/ABS木塑復合材料的制備、結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 馬麗.華南理工大學 2012
[5]納米顆粒改性環(huán)氧樹脂的斷裂行為及其和纖維的界面性能研究[D]. 湯龍程.中國科學技術(shù)大學 2011
[6]碳纖維增強樹脂基復合材料界面結(jié)合強度關鍵影響因素研究[D]. 張敏.山東大學 2010
[7]玻璃纖維增強樹脂基復合材料的細觀破壞研究[D]. 孫麗莉.山東大學 2009

碩士論文
[1]碳纖維-環(huán)氧樹脂界面性能研究[D]. 蘇峰.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]苧麻纖維增強樹脂基復合材料的耐濕熱老化性能研究[D]. 尹鵬.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3572261