复合材料学报

作者：施江靖, 陈红, 张文福, 吴婕妤,

关键词：竹纤维, VARTM, 纤维含量, 复合材料, 植物纤维复合材料, 环氧树脂,

纤维含量是影响真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)技术制备高性能纤维复合材料的关键因素之一，通过考察竹纤维(BF)含量对VARTM成型过程中环氧树脂(EP)浸渍BF效果及BF/EP复合材料性能的影响，为竹纤维复合材料实际应用提供理论支撑。利用湿法层铺工艺将竹纤维束制作成竹纤维毡，再利用VARTM成型工艺制备出BF含量为0wt%、15wt%、25wt%、35wt%和45wt%的BF/EP复合材料。采用ESEM、超景深显微镜、力学试验机、TG、DMA对BF/EP复合材料的树脂浸渍纤维效果、吸水性、力学性能和耐热性能进行表征。研究结果表明：EP注射难度随BF含量增加而增大，BF/EP复合材料的吸水率随BF含量的增加逐步增加，35wt%时显著增加。随着BF含量的增加BF之间机械互锁性更强，能有效分散复合材料破坏应力，45wt%的BF/EP复合材料与15wt%相比弯曲强度、弯曲模量、剪切强度和冲击韧性分别提升了84%、64%、103%和101%。BF含量的增加使BF/EP复合材料在380℃之前热解速率加快，在此之后热解速率减缓，当BF含量多于35wt%时，BF/EP复合材料中的BF热分解剩余的无定形碳作为保护层能减少挥发性降解产物渗透到BF/EP复合材料中延缓热解反应。BF含量为45wt%时，致密的竹纤维毡能够限制树脂分子链段运动从而提高BF/EP复合材料的耐热性。当有高性能、低成本、使用场景为室内需求时可采用BF含量为45wt%制备BF/EP复合材料。

来源：2022年第3期

《复合材料学报》期刊编辑部

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