1. 研究目的与意义
环境恶化、资源缺乏和能源危机使得人类认识到保护环境和有效利用资源对实现社会和经济持续发展的重要性和迫切性,人们已越来越重视采用可再生生物资源来制造新材料。近年来,用自然界中资源最丰富的天然植物纤维替代现在广泛使用的玻璃纤维等合成增强纤维,开发具有优良性能和价格低的复合材料的研究,已引起人们的高度重视。植物纤维价廉质轻、比强度和比刚度高以及可生物降解等优良特性,是其他的增强材料无法比拟的在天然植物纤维中,麻类纤维不仅具有很高的强度和模量,同时具有纤维素质硬、耐摩擦、耐腐蚀的特点。
我国的麻类资源极其丰富,是世界上麻分布最广、产量最多的国家之一目前用麻纤维制备植物纤维增强复合材料的研究已经在欧美、日本和我国广泛展开,有的科研成果也已进入实用推广阶段,显示出良好的应用前景。
因此, 无论从行业可持续发展的角度, 还是从环境保护角度, 不同植物纤维粉/不饱和聚酯树脂复合材料性能的对比研究都具有重要意义。2. 国内外研究现状分析
近年来,随着对环境问题的日益关注,以及保护和循环利用自然资源的呼声日益高涨,天然纤维以其可再生、可降解的特性受到人们的重视。欧洲关于麻纤维复合材料及其制品的研究开发工作以德国、英国、丹麦和意大利为主;亚洲以印度等国的研究工作为主,采用黄麻、剑麻和亚麻纤维作为增强材料,与热固性和热塑性聚合物复合,制成天然纤维聚合物复合材料制品,已开始工程应用;国内关于麻纤维复合材料及其制品的研究开发工作主要以中山大学为主。
中山大学与有关企业合作利用剑麻纤维材料代替玻璃钢及木料生产各类家具等制品。
日本的kishi等人使用亚麻毡和木粉基环氧树脂复合,热压成型制备了复合材料,亚麻纤维与树脂之间的良好界面导致材料具有很高的弹性模量。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:
1.大量查阅相关资料和国内外最新研究概况,对不同植物纤维粉/不饱和聚酯树脂复合材料性能的对比研究进行综述。
2.找出实验室最为适合的、可行的麻纤维/不饱和聚酯树脂复合材料制备方法,
4. 研究创新点
本课题用碱处理法对麻布进行了预处理,可以溶去麻纤维表面的半纤维素和木质素以及其他杂质,使麻纤维产生粗糙的表面形态;同时由于碱与羟基的反应,破坏了部分纤维分子链间的氢键,降低麻纤维的密度和聚合度,使纤维变得松散和柔软,这些都增加了麻纤维与聚合物浸润的有效接触面积,从而有利于增强麻纤维与聚合物间的界面黏合性,提高了复合材料的力学性能。
不饱和聚酯树脂存在韧性差,强度不高,易燃烧,收缩率大等不足,使其在某些方面的应用受到限制。于是我们将不同的麻纤维添加进不饱和聚酯树脂来降低其固化收缩率、提高阻燃性、耐热性、增强增韧、耐介质、气干性等方面的特点。