不饱和聚酯树脂/大麻纤维复合材料的热氧老化

摘要/Abstract

摘要：

采用模压工艺制备不饱和聚酯（UP）树脂/大麻纤维复合材料，研究了105℃下热氧老化600h前后复合材料力学性能的变化；采用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)对老化前后复合材料的结构进行对比分析，并通过SEM技术观察复合材料的断面形貌。结果表明，偶联剂KH570处理对复合材料力学性能的总体改善效果最佳。老化600h后，偶联剂处理复合材料具有的最佳力学性能如拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量及冲击强度分别为19.06MPa、5.78GPa、52.988MPa、1.01GPa和3.881kJ/m2。红外分析显示，偶联剂处理得到的复合材料在老化前后的红外图形变化不明显，有些吸收峰甚至得到了加强。SEM结果表明，老化600h后，偶联剂处理的复合材料中纤维仍能较均匀地分散在树脂基体中，两者间的界面粘结良好。

关键词: 复合材料, 不饱和聚酯树脂, 大麻纤维, 老化, 偶联剂, 力学性能

Abstract:

The unsaturated polyester resin reinforced ①hemp fiber composites were formed by compression molding process, the thermooxidative aging test was carried out for 600h at 105℃. The mechanical properties of different composites before and after aging were studied, and the changes of the structures of different materials through the aging test were investigated by FTIR technology, the morphologies of the fractured surfaces of some composites were observed by SEM.The resultshows, treating the hemp fiber with silane coupling agent KH570 has the best comprehensive positive effect.The tensile strength, tensile modulus, flexural strength, flexural modulus and impact strength of the KH570 treated composite are correspondingly 19.06MPa, 5.78GPa, 52.988MPa, 1.01GPa and 3.881kJ/m2 after aging for 600 hours，which indicate that the composite still has the best mechanical properties.The FTIR spectra of the KH570 treated composite are almost the same before and after the test, and some absorbances are even strengthened. SEM pictures show that the fibers still dissipate in the matrix of the KH570 treated composite homogeneously after aging for 600 hours.

Key words: composite;unsaturated polyester resin, hemp fiber, aging, coupling agent;mechanical properties

雷文, 杨涛. 不饱和聚酯树脂/大麻纤维复合材料的热氧老化[J]. 玻璃钢/复合材料, 2009, 209(5): 36-41.

LEI Wen, YANG Tao. EFFECT OF THERMOOXIDATIVE AGEING ON PROPERTIES OF HEMP FIBER/UNSATURATED
POLYESTER RESIN COMPOSITES[J]. Fiber Reinforced Plastics/Composites, 2009, 209(5): 36-41.

参考文献

［1］ LEI Wen, REN Chao, YANG Tao, et al.Effect of alkali treatment on mechanical properties and interfacial morphology of unsaturated polyester resin/ramie cloth composites［J］.Reinforced Plastics/Composites, 2007，(5) 3135.
雷文，任超，杨涛等. 碱处理对不饱和聚酯树脂/苎麻布复合材料力学性能及界面形貌的影响［J］.玻璃钢/复合材料，2007，(5)：3135.
［2］ LEI Wen, YUAN Zhenyang，REN Chao. UV ageing of unsaturated polyester resin/hemp fiber composites［J］. Reinforced Plastics/Composites，2008.
［3］ Xiao Jiayu, Zeng Jingcheng, Wang Chunqi，et al. Status of research and development for the natural high performance fiber reinforced composite and its product ［J］.Reinforced Plastics/Composites，2000, （2）:3843.
肖加余，曾竟成，王春奇等.高性能天然纤维复合材料及其制品研究与开发现状［J］. 玻璃钢/复合材料，2000, （2）:3843.
［4］ YANG Dexu, ZHANG Linwen. Application of natural fiber composites in construction & decoration［J］.Fiber Composites, 2005，（4）3943.
杨德旭，张林文.天然纤维复合材料在建筑装饰上的应用［J］.纤维复合材料，2005，4：3943.
［5］ ZHANG Changan, ZHANG Yifu, WANG Chunqi. Coupling modification of ramie noil［J］. Reinforced Plastics/Composites，2002,(5):1921.
张长安, 张一甫, 王春齐.苎麻落麻纤维的偶联改性研究［J］. 玻璃钢/复合材料，2002,(5):1921.
［6］ WANG Junbo, ZHAO Chuan, GAO Xiaoding, et al.Study on ramie fiber reinforced phenolic composite［J］. Fiber Composites, 2001，1：1315.
王俊勃，赵川，高晓丁等.苎麻纤维增强酚醛复合材料的研究［J］.纤维复合材料，2001，(1)：13-15.
［7］ GAO Zhiqiang, MA Huiying.Properties and applications of hemp fiber［J］.Beijing Textile, 2004，(6):3031.
高志强, 马会英.大麻纤维的性能及其应用研究［J］.北京纺织, 2004，(6)：3031.
［8］ http://www.zgblg.cn/Article/zh/200705/11467.html.
中国不饱和聚酯树脂行业协会.中国不饱和聚酯树脂行业协会第十一届年会通知.
［9］ V Tserki，N E Zafeiropoulos，F Simon，et al. A study of the effect of acetylation and propionylation surface treatments on natural fibres［J］. Composites:part A , 2005, 36:11101118.
［10］ Carmen Albano, Miren Ichazo, Jeanette González et al.Effects of filler treatments on the mechanical and morphological behavior of PP+wood flour and PP+sisal fiber［J］.Mat Res Innovat，2001, 4:284293.
［11］ Franscico Vilaplana, Amparo RibesGreus, Sigbritt Karlsson.Degradation of recycled highimpact polystyrene.Simulation by reprocessing and thermooxidation［J］.Polymer Degradation and Stability, 2006, 91:21635170.
［12］ Laurent M Maruana, Donatien P Kamdem.Accelerated ultraviolet weathering of PVC/woodflour composites［J］.Polymer Engineering and Science, 2002, 42(8):16571666.
［13］ S. Ouajai, R.A. Shanks. Composition, structure and thermal degradation of hemp cellulose after chemical treatments［J］. Polymer Degradation and Stability , 2005 , 89 :327335.
［14］潘宝风，谭克锋.ɑ亚麻酸改性不饱和聚酯树脂耐湿热老化性能的研究［J］.玻璃钢/复合材料，2005，（6）：2425.
［15］ LU Bo, ZHANG Linwen, ZENG Jincheng, et al.Natural Fiber Composites［M］.Beijing:Chemical Industry Press, 2005:1921.
鲁博，张林文, 曾竟成等.天然纤维复合材料［］.北京：化学工业出版社, 2005:1921.
［16］ CHEN Yiwen, LI Qinghong, HUANG Wenliang.Organic Instrument Analysis［M］.Changsha:Hunan University Press, 1999:271
陈贻文，李庆宏，黄文亮.有机仪器分析［M］.长沙：湖南大学出版社, 1999:271.
［17］ Franscico Vilaplana, Sigbritt Karlsso n, Amparo RibesGreus.Changes in the microstructure and morphology of highimpact polystyrene subjected to multible processing and thermooxidative degradation［J］.European Polymer Journal, 2007, 43:43714381.

[1]	李辉, 赵春江, 梁建国, 曾光, 王蕊, 边强. 变刚度复合材料层合板力学特性及失效机理分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 5-10.
[2]	宫唯康, 刘晓阳, 荆玉才, 项俊宁, 李相国, 杨国涛. 预应力CFRP板加固钢-混凝土组合梁受弯性能的有限元分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 11-19.
[3]	赵雄翔, 孙鹏文, 李建东. 基于应变能的风力机叶片铺层结构优化设计[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 20-24.
[4]	冯钰茹, 王军利, 张宝军, 刘志远, 李金洋, 张宝升. 复合材料叶片建模及铺层参数对强度的影响分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 25-31.
[5]	常腾飞, 湛利华, 李树健, 潘阳. 不同成型方法的树脂基复合材料帽形结构共固化成型质量研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 32-38.
[6]	黄东辉, 曾少华. 自组装蒙脱土-碳纳米管对玻纤增强复合材料力学及界面性能的影响[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 39-44.
[7]	满珈诚, 侯进森, 李哲夫, 岳广全, 徐鹏, 姜碧羽, 刘卫平. 连续碳纤维增强热固性预浸料压实性能的试验研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 45-51.
[8]	林梅, 张铁军, 冯宇, 王旗, 武梦科. 湿热/干燥环境交替作用下碳纤维复合材料的吸湿/脱湿特性[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 52-59.
[9]	高慧, 罗发, 渠永平, 王春海. SiC_f/Al₂O₃/Mullite复合材料的制备及吸波性能[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 60-65.
[10]	王东萍. 磁性聚吡咯基复合材料吸附电镀废水中铜离子[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 66-70.
[11]	鲁晓锋, 张颜明, 蒙丹, 苏成功. 全尺寸叶片静力测试中ANSYS梁模型应用与研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 71-74.
[12]	宦胜民, 黄小波, 杨润苗, 向萌. 超支化不饱和聚酯的制备及其应用研究[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 75-80.
[13]	王雅娜, 赵魏. 复合材料Ⅱ型分层ENF试验数据处理方法对比分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 81-92.
[14]	田会方, 张国武, 吴迎峰, 任政. 水处理罐缠绕工艺中玻璃纤维团打结装置设计与分析[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 93-98.
[15]	冯倩倩, 朱方龙. 聚合物辅助沉积法制备导电玄武岩纤维[J]. 复合材料科学与工程, 2022, 0(7): 99-102.