亚麻落麻纤维/聚乳酸基完全可降解复合材料的成型工艺

以亚麻落麻纤维、聚乳酸纤维为原料,采用非织造加工方法制作预成型件后,采用模压工艺将预成型件制成亚麻落麻纤维/聚乳酸基完全可降解复合材料。分别研究了预成型件制作工艺中梳理次数、增强纤维体积分数及模压成型工艺中模压温度对复合材料拉伸性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)研究了复合材料的拉伸断裂形貌和界面结合状况。结果表明:纤维体积分数为39.6%、模压温度为190℃时材料具有最好的拉伸性能;随着梳理次数的增多,其拉伸强度先升高后下降,梳理2次时其力学性能最优。材料的拉伸断口形貌表明,聚乳酸基材料为脆性断裂,增强纤维与树脂基体之间的界面结合有待进一步改善。

烧碱浓度对亚麻落麻纤维性能的影响

通过束纤维强力仪、纤维切断器、手排长度法等仪器和方法研究了烧碱浓度对亚麻落麻纤维性能的影响。结果表明,亚麻落麻的失重率和分裂度随着烧碱浓度的提高而增加;断裂强度和断裂伸长率的变化出现先增大后减小的规律;烧碱浓度的增加有利于减少超长纤维,但增大纤维的短绒率。

碱性果胶酶处理对亚麻落麻纤维性能的影响

选用碱性果胶酶对亚麻落麻纤维进行精细化处理,探讨了酶法精细化处理的3个因素:酶质量分数、酶处理时间和处理液pH值,对亚麻落麻纤维线密度、长度、断裂强度、断裂伸长率的影响.研究结果表明,碱性果胶酶在pH值为8.0时活性最好;随着酶质量分数的增加,纤维的线密度和长度呈减小趋势,但在酶质量分数>2%时略有增加,纤维断裂强度和断裂伸长率呈上升趋势;随着处理时间的增加,纤维线密度和长度先迅速下降后趋于平缓,并略有上升的趋势,纤维断裂强度和断裂伸长率先增加后略有减小.

亚麻落麻纤维增强可降解复合材料的拉伸强度预测

采用非织造结合热压成型工艺制备了亚麻落麻纤维增强聚乳酸(PLA)基可降解复合材料(亚麻落麻/PLA),研究了纤维体积分数对材料拉伸强度的影响,并利用Kelly-Tyson拉伸强度预测模型及相关修正理论,提出了非连续植物纤维增强可降解复合材料(D-NFRBC)强度预测模型,该模型考虑了纤维长度、取向角、直径、强度概率分布及材料界面剪切强度与材料中纤维临界长度、纤维极限拉伸强度三者间制约关系对复合材料强度的影响。结果表明:亚麻落麻/PLA拉伸强度在纤维体积分数为39.6%时达到最大,应用本文建立的强度预测模型所得亚麻落麻/PLA拉伸强度预测值与实验值吻合良好。

碱处理时间对亚麻可纺性能指标的影响

通过束纤维强力仪、纤维切断器等仪器和手排长度法研究了碱处理时间对亚麻落麻纤维性能的影响.结果表明,亚麻落麻的木质素和果胶含量随着碱处理时间的增长而减小;失重率和细度随着碱处理时间的延长而增加;断裂强度和断裂伸长率随碱处理时间的延长出现先增大后减小的规律;处理时间的延长有利于减少超长纤维,但短绒率增大.在尽量减少纤维损伤的前提下,提高工艺纤维的细度,把碱处理时间控制在2.0h以内比较合理。