电纺超细纤维增强环氧树脂透光复合材料的制备和性能研究硕士论文.pdf

中文摘要关键词:静电纺丝,超细纤维,透光,增强复合材料,取向超细纤维具有超高比表面积、极大的长径比、良好的力学强度等特殊性质,使得其被广泛应用于超滤膜材料、组织工程支架材料、防护服、复合材料等诸多领域。静电纺丝技术是目前用来制备超细纤维材料的一种最简单有效的方法。本论文对电纺超细纤维增强透光复合材料的制备和性能进行研究,主要工作包括以下几个方面:教执姿嵯宋爻赶宋⒕郯滨コ赶宋⒋姿嵯宋匾痪郯滨ジ春铣细纤维的最佳电纺制备条件,并将其分别与环氧树脂复合,制备种类不同的超细纤维增强复合材料,研究其性能。教秩∠虻绶某赶宋闹票阜椒ǎ⒔∠虻绶南宋魑8春喜牧系脑强材料,研究纤维的取向性对复合材料综合性能的影响。票复姿嵯宋爻赶宋⒔渌獾玫较宋爻赶宋直鹩牖费跏脂复合,制备复合材料。研究在其他条件相近的情况下,纤维/树脂界面对复合材料综合性能的影响。通过本课题的研究,得到了以下主要结论:利用混合溶液作为溶剂,通过静电纺丝技术,可以得到直径较小聚氨酯超细纤维、醋酸纤维素一聚氨酯复合超细纤维、醋酸纤维素超细纤维以及水解后的纤维素超细纤维:电纺超细纤维的取向性随着滚筒转速的增加而提高;利用醋酸纤维素超细纤维和纤维素超细纤维与环氧树脂复合,得到的复合膜材料透光性能优异,力学性能明显提高。摘要
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中文文摘纤维增强复合材料的纤维一般是指碳纤维,玻璃纤维,凯夫拉纤维。由于纤维材料的高比模量和比强度,纤维增强复合材料能够表现出基相所无法达到的综合性能。相对于传统纤维,超细纤维具有更大的比表面积和良好的机械强度,用其作为增强相可以比普通纤维更好的与树脂复合,达到增强的目的。静电纺丝技术是制备超细纤维的一种简便的方法,其纤维膜在过滤材料和组织工程材料方面有着广泛的应用,但是电纺纤维用于增强复合材料的研究尚没有引起足够的重视。本论文主要内容包括镁驳绶乃考际踔票溉植煌南宋矗捍姿纤维素超细纤维、聚氨酯超细纤维、;教秩∠虺赶宋闹票阜椒ǎ将电纺超细纤维与树脂复合,制备透光性能优异的复合膜材料。研究了纤维直径、纤维种类、纤维/树脂界面对复合材料力学强度、热稳定性、光学性能的影响。一、,/;旌先芤鹤魑H芗恋绶牡玫酱酸纤维素超细纤维,以/,以//;旌先芤鹤魑H芗粒绶牡玫紺甈春铣赶宋=峁允荆在三种溶剂中,均能得到无缺陷的超细纤维,超细纤维与环氧树脂复合膜兼具良好的透光性能和力学性能。相较而言,醋酸纤维素与环氧树脂复合的界面最好,因此具有最高的透光率和较好的力学性能。与纯环氧树脂相比,含有%.超细纤维/环氧树脂复合膜材料的拉伸强度和杨氏模量分别为原来的逗倍,在可见光区透光率可达%以上。二、/丙酮混合溶液作为溶剂,配置%,以高速转动的金属圆筒作为收集器,收集取向超细纤维和非取向超细纤维,并将它们与环氧树脂复合,制备透光复合材料。探讨转速对纤维形貌、取向性的影响,并比较超细纤维增强复合膜透光性能和力学性能的差异。结果显示:高速转动的金属圆筒可以用来收集取向超细纤维,并且随着转速的提高,纤维的取向性增加。取向纤维轴向比横向力学性能优异。纤维增强复合材料透光性能较好。
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横向增强效果不明显,轴向增强效果显著。研究表明含有%。超细纤维/环氧树脂复合膜材料的拉伸强度和杨氏模量分别为原来的逗倍,在出透光率仍可达%以上。三、电纺醋酸纤维素超细纤维增强环氧树脂透光复合膜性能的研究利用静电纺丝技术制备平均直径约为的醋酸纤维素超细纤维和平均直径约为娜∠虼姿嵯宋爻赶宋约八堑乃獠锵宋爻赶宋ǜ纤维与环氧树脂基体复合制备了~系列纤维含量的纤维增强环氧树脂复合膜材料,通过扫描电镜、透光率和力学性能测试对其结构和性能进行了研究,结果表明:超细纤维与环氧树脂基体具有良好的界面粘合作用;复合膜的拉伸强度和杨氏模量随超细纤维在复合膜中含量的增加而增加;特别是利用取向电纺纤维素超细纤维增强环氧树脂,.%
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