竹纤维复合材料的界面连接：用壳聚糖进行表面处理

本研究利用系统地实验性结果描述了竹纤维的动态润湿性能，并通过润湿分子动力学理论进行了分析。结果表明，竹纤维的表面能够对润湿分析表现良好可控性。通过这种方式，利用不同的热塑性塑料对竹纤维的表面自由能的进行附着力的研究，可以得到界面相互作用的有价值的信息。为了提高竹纤维的相容性，本研究利用壳聚糖进行涂膜，并且使用吊片法（Wilhelmytechnique）通过接触角测量对这种处理方法的效果进行了评估，利用酸碱理论计算表面自由能的分量。这些值是用来推算粘附力的理论上产生的效果。对于各种热塑性基质（聚偏氟乙烯，聚丙烯和马来酸酐接枝聚丙烯）进行润湿行为后的特征，本研究利用原子力显微镜观察其表面微形貌，用x射线光单子能谱（XPS）确定其表面的化学成分。此外，本研究还制备了单向竹纤维复合材料，以通过3点弯曲试验实现对因粘附引起的纤维改性效果的直接测量。 研究结果表明，竹纤维的表面上的高浓度的木质素影响了它们的润湿性能。获得合理准确的竹纤维的实验润湿数据是可能的，从而能够推断出界面相互作用的有价值的信息。这样，竹纤维的表面成分和热塑性基质能够进行匹配，能够改善竹纤维复合材料的物理粘附力，这已经通过了微观试验验证。此外，粘附力的理论效果和实际粘附力的相关性显示了一个直接的关系。因此，通过润湿分析得到粘附力产生的理论效果可以预测粘合强度，尤其是热塑性基质的粘合强度。