1. 研究目的与意义
木材作为可再生的建筑材料,虽有很多优点,但其各向异性等缺点使其承重结构上的应用受到很大限制,开发纤维木材复合材料是解决该问题一重要途径。玻璃纤维力学强度高,来源广泛,成本低廉,具有伸长率小不吸水、不燃烧等特点,是整个复合材料的最佳增强材料。界面性能对对玻璃纤维增强木质复合材料性能起着重要的作用,对玻璃纤维表面进行处理,能够充分发挥玻璃纤维的承载作用,使它能够与树脂粘合时形成优异的界面层,提高复合材料的综合性能,从而可以更广泛的使用在工程材料上。
本课题的目的是通过对增强玻璃纤维布与胶黏剂界面处理来提高增强玻璃纤维木质工程复合材料的综合性能。主要通过新的环保型复合偶联剂对玻璃纤维的进行表面处理,以提高纤维与木工用胶黏剂界面粘结性能,从而使高性能纤维增强木质复合材料的宏观力学性质改善,以达到提高玻璃纤维增强木质材料的综合性能的目的,并且实验研究复合偶联剂的配方和处理工艺,以降低硅烷偶联剂的使用成本。2. 国内外研究现状分析
国内外对玻璃纤维的表面处理研究已经有很多,并且取得不错的进展,处理方法主要有表面热处理,酸碱蚀刻处理,偶联剂处理,表面接枝处理和等离子处理等。热处理法工艺简单,实用性强,该法单独使用的效果欠佳,一般作为玻璃纤维表面处理的预处理工序,与其它表面处理方法配合使用。从力学性能的角度来说酸碱刻蚀不是一种有效的表面处理方法,但其在增加玻纤表面积和反应性官能团数量方面的显著作用不容忽视。偶联剂处理玻璃纤维可显著改善PP/ GF复合材料强度。将高分子链接枝在玻璃纤维的表面上,使复合材料具较高的冲击性能。李志军研究了等离子体对玻璃纤维处理,复合材料力学性能提高了2~3倍,吸湿率还明显降低,耐湿热稳定性得以改善。综合国内外对玻璃纤维的表面处理来看,硅烷偶联剂处理法效果较好,使用也较多,但是硅烷偶联剂价格较高,而单宁又是环保的、低廉的酚类偶联剂,所以探索将硅烷偶联剂与单宁复合制得复合偶联剂对玻璃纤维的处理效果是有意义的。
国内外关于玻璃纤维增强木质复合材料的研究主要集中在力学性能和界面胶合性能研究,力学性能主要研究其强度、刚度、抗弯强度,剪切强度等。3. 研究的基本内容与计划
第一步:通过查阅相关文献资料,确定影响因素,设计实验步骤;
第二步:熟练掌握各种实验设备的使用,确保实验数据的科学性,准确性;
第三步:根据影响因素,设计单因素实验,配置复合偶联剂;
4. 研究创新点
本课题的创新点在于用新方法处理玻璃纤维以及研究处理后纤维与木工胶黏剂的界面改性效果。
用酚类物质与硅烷偶联剂制备复合偶联剂,引入与木工胶黏剂反应的基团,通过复合改性处理,在不降低偶联效果的同时降低了成本,研究复合偶联剂的配置参数;研究玻璃纤维表面处理的参数以及处理工艺
