复合材料学报

作者：王新洲, 袁朱润, 黄雅茜, 李延军, 李永成, 许斌,

关键词：纤维, 力学性能, 物理性能, 化学分析, 热处理,

采用高温饱和蒸汽对高含水率新鲜毛竹竹材进行热处理，再通过辊轧制备竹材工艺纤维(由多根纤维组成)，并运用光学显微、纳米压痕(NI)等分析技术研究了提取的工艺纤维的微观结构、化学组分、力学性能及吸湿特性。研究结果表明：高温饱和蒸汽处理可使细胞壁中半纤维发生降解，薄壁细胞由于壁薄更易受到破坏，在机械外力下薄壁细胞和维管束成功分离。纤维细胞壁中无定形物质的降解，木质素相对含量的增加及纤维素相对结晶度(<i>C</i>_rI)的提高，改善了竹材工艺纤维的吸湿性能和细胞壁力学性能。经过饱和蒸汽处理后，纤维细胞壁的弹性模量(<i>E</i>_r)和硬度分别增加了14.7%~29.4%和14.9%~38.5%。饱和蒸汽处理未对工艺纤维的拉伸性能产生明显影响，分离出的竹材工艺纤维最大拉伸强度和模量分别达到了765 MPa和24.8 GPa。另外，在不同部位处提取的工艺纤维在性能上存在一定差异：外侧区域分离的工艺纤维尺寸大于内侧；而竹间分离的工艺纤维拉伸性能优于竹节处的，因此在实际应用中可考虑分层提取、分级利用。

来源：2021年第6期

《复合材料学报》期刊编辑部

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