复合材料学报

作者：施江靖, 陈红, 张文福, 吴婕妤, 徐祥,

关键词：竹纤维, 湿法层铺工艺, VARTM, 纤维形态, 竹纤维复合材料,

为探索不同形态竹纤维(BF)对真空辅助树脂传递模塑成型(VARTM)过程中环氧树脂(EP)浸渍纤维效果及BF/EP复合材料性能的影响，采用经机械碾压2次、3次、4次得到3种不同形态的BF(BF-2、BF-3和BF-4)，通过湿法层铺工艺将BF制作成竹纤维毡(BFM)，再利用VARTM制备出纤维含量为45wt%的复合材料BF-2/EP、BF-3/EP和BF-4/EP。采用ESEM、超景深显微镜、力学试验机、TG、DMA和Micro-CT对BF、BFM和BF/EP复合材料性能进行表征。研究结果表明：随纤维长度减小、纤维分离度增加，导致湿法层铺成型的BFM蓬松度降低，树脂注射难度增大，BFM-4在树脂注射时会发生纤维堆积，BF-3/EP复合材料吸水率最低。BF-2的长度较长、分离度低，虽保持了BF束自身结构与性能，但是与树脂界面结合性能差，长度与分离度适中的BF-3制备的复合材料力学性能最佳，弯曲强度、弹性模量、剪切强度和冲击韧性分别为97.90 MPa、7.2 GPa、17.01 MPa和8.11 kJ/m²。BF加速了BF/EP复合材料的热解，BF-4/EP复合材料因BF-4中半纤维素含量少，热解温度有所提高。BF能够提升EP的刚性，BF-3与树脂界面结合最佳，孔隙体积占比仅为0.04%，BF-3/EP复合材料储能模量最大值高达5198 MPa。使用VARTM制备BF/EP复合材料时，BF尺寸与分离度是影响纤维与树脂界面结合性能和BF/EP复合材料性能的关键因素。

来源：2022年第6期

《复合材料学报》期刊编辑部

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