有關(guān)材料科學(xué)的論文發(fā)表

　　材料學(xué)作為戰(zhàn)略性領(lǐng)域的基礎(chǔ)學(xué)科,在國(guó)防建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施、軍用民用等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值。下文是學(xué)習(xí)啦小編為大家搜集整理的有關(guān)材料科學(xué)的論文發(fā)表的內(nèi)容，歡迎大家閱讀參考!

　　有關(guān)材料科學(xué)的論文發(fā)表篇1

　　談無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中腐蝕性對(duì)材料選擇的影響

　　目前，無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中介質(zhì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題日益突出，嚴(yán)重影響了無(wú)機(jī)化工產(chǎn)業(yè)的正常生產(chǎn)，甚至造成了嚴(yán)重的安全事故，不利于無(wú)機(jī)化工行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，必須加強(qiáng)對(duì)腐蝕性的分析和研究，根據(jù)不同的生產(chǎn)工藝，選擇不同的防腐材料，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

　　1 無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的腐蝕情況分析

　　目前在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中，由于介質(zhì)條件的不同以及使用的溶液大多數(shù)為腐蝕性極強(qiáng)的多元混合溶液，在流速、濃度、溫度以及壓力等不同條件的共同作用下，生產(chǎn)設(shè)備極易發(fā)生腐蝕問(wèn)題，并且不同的耐腐蝕材料形成的腐蝕類(lèi)型也不相同，主要分為均勻腐蝕、石墨化腐蝕以及磨損腐蝕，具體如下：

　　1.1 均勻腐蝕 均勻腐蝕是電化學(xué)腐蝕的基本形態(tài)，也是無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)設(shè)備最為常見(jiàn)的一種腐蝕形態(tài)。均勻腐蝕主要是完全暴露在介質(zhì)的表面并進(jìn)行均勻腐蝕，導(dǎo)致金屬均勻變薄，重量逐漸變輕，直至最后出現(xiàn)破壞性結(jié)構(gòu)。

　　1.2 石墨化腐蝕 石墨化腐蝕主要發(fā)生在鑄鐵生產(chǎn)過(guò)程中，石墨以網(wǎng)狀形態(tài)存在于鐵素體內(nèi)，在鹽水、礦物質(zhì)水、稀釋酸性水以及酸性溶液等介質(zhì)中，鐵素體發(fā)生選擇性腐蝕。石墨化腐蝕會(huì)增加整個(gè)設(shè)備的重量，受到外界自然環(huán)境的作用下外部鐵銹發(fā)生脫落現(xiàn)象，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。

　　1.3 磨損腐蝕 磨損腐蝕的發(fā)生主要是因?yàn)榻饘俦砻婧透g流體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加速金屬的破壞，其是腐蝕、磨損、化學(xué)作用以及機(jī)械作用共同或交替進(jìn)行的結(jié)果。磨損腐蝕會(huì)使整個(gè)結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生細(xì)小的裂縫和孔洞，相較于單一的腐蝕過(guò)程此種腐蝕程度更為激烈。

　　2 不同類(lèi)型的材料在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的使用

　　上述幾種腐蝕形式在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生，并且對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)生了極大的影響，因此，化工行業(yè)有必要針對(duì)現(xiàn)存的腐蝕問(wèn)題，加快鈦材料、不銹鋼材料、非金屬材料以及各種防腐技術(shù)的引用和研發(fā)。

　　2.1 鈦材料在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　鈦是輕金屬并且容易和氧、氫、氮、碳等元素發(fā)生反應(yīng)形成穩(wěn)定的化合物，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度等優(yōu)勢(shì)，已在國(guó)外化工生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。鈦的平衡電位E=-1.63v(SCE)表明鈦的化學(xué)性質(zhì)很活潑，但鈦具有較強(qiáng)的自鈍能力并且穩(wěn)定性較高，在受到機(jī)械損傷后具有快速的自修復(fù)能力，尤其是在含有強(qiáng)烈破壞鈍化膜的CI-溶液中也表現(xiàn)出較好的抗點(diǎn)蝕能力。因此，鈦材料具有的優(yōu)良性能使之在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)設(shè)備中得到了廣泛的使用，與以往使用碳鋼制作的冷凝器設(shè)備相比，鈦材設(shè)備使用的壽命可長(zhǎng)達(dá)10年以上，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。此外，閥門(mén)是無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)的重要的裝置，主要有截止閥、閘閥、漿液閥、球閥以及旋塞等，使用的材質(zhì)有不銹鋼、鈦以及鑄鐵。根據(jù)實(shí)際的使用情況分析數(shù)據(jù)顯示，膠膜閥和鑄鐵閥的使用壽命通常只有3個(gè)月，鑄鐵閥門(mén)中的鑄鐵材質(zhì)耐腐蝕性較低并且鑄鐵的重量較大，使化工生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)常發(fā)生泄漏問(wèn)題，不利于無(wú)機(jī)化工的穩(wěn)定、有序生產(chǎn)。而鈦材質(zhì)的閥門(mén)表現(xiàn)出了較強(qiáng)的內(nèi)腐蝕性和防沖刷性能，使用壽命可達(dá)20年，提供了化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性。

　　近年來(lái)，鈦材料已應(yīng)用在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)的技術(shù)改造及新裝置的制造中，例如無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)使用的塔內(nèi)冷卻管、熱換器管或板、泵葉以及儀表等設(shè)備的重要部件。從目前鈦材料在化工生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用情況來(lái)看，已相對(duì)成熟，由鈦材料制成的靜止設(shè)備或是傳動(dòng)設(shè)備在腐蝕介質(zhì)或是腐蝕、沖刷兼有的介質(zhì)中都表現(xiàn)出了較長(zhǎng)的使用壽命，為化工生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)了較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

　　2.2 不銹鋼材料在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　2.2.1 奧氏體不銹鋼 不銹鋼材料在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的使用主要以?shī)W氏體不銹鋼和奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼為主，其中奧氏體不銹鋼又以含有鉬的00MO5不銹鋼、高鎳鉬904L不銹鋼以及316L不銹鋼為主，00MO5不銹鋼具有優(yōu)良的抗孔蝕和縫隙腐蝕能力，主要用于塔設(shè)備冷卻管的制作，也可以用于接觸海水介質(zhì)的冷卻小管，但由于其標(biāo)準(zhǔn)不一致，限制了此種不銹鋼材料的使用和推廣;904L不銹鋼的鉻鎳及MO含量很高，具有比00MO5還高的耐全面腐蝕性，同時(shí)還具有抗點(diǎn)蝕能力及冷熱加工性能;316L不銹鋼主要在設(shè)備、管道以及儀表等上面使用。

　　2.2.2 雙相不銹鋼 雙相不銹鋼主要以3RE60和CD4MCU鑄造不銹鋼為主。我國(guó)將此種材料應(yīng)用在蒸發(fā)、吸收等設(shè)備的重要部位，雙相不銹鋼具有較好的抗晶間腐蝕的能力，其耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能只有在低應(yīng)力下才會(huì)凸顯優(yōu)越性。

　　2.3 非金屬材料在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的應(yīng)用

　　2.3.1 工程塑料 耐蝕塑料主要分為熱塑性與熱固性?xún)深?lèi)，其中熱塑性塑料包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、氯化聚醚、聚苯硫醚等，這些熱塑性塑料具有優(yōu)良的耐腐蝕性能;熱固性的樹(shù)脂包括樹(shù)脂有環(huán)氧、酚醛、聚酯、呋喃四大類(lèi)，由于這些材料的剛度與強(qiáng)度較差，在用于化工設(shè)備的制造時(shí)需通過(guò)纖維來(lái)增強(qiáng)其剛度和強(qiáng)度。耐蝕塑料主要用于管道、通用設(shè)備、槽罐、熱換器、泵、閥等化工設(shè)備的制造中。

　　2.3.2 玻璃鋼 玻璃鋼是一種纖維增強(qiáng)高分子材料，經(jīng)合成樹(shù)脂為粘合劑并以玻璃纖維為增強(qiáng)材料的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐蝕以及優(yōu)良的耐熱性能。耐蝕玻璃鋼制品主要有儲(chǔ)罐、槽車(chē)、耐蝕風(fēng)機(jī)以及管道等，另外玻璃鋼還可以替代鋼結(jié)構(gòu)制作設(shè)備平臺(tái)、梯子、電纜橋架等，雖然一次性的投入成本較大，但能夠有效節(jié)約采用鋼結(jié)構(gòu)帶來(lái)的周期性防腐費(fèi)用。需要注意的是選用玻璃鋼時(shí)要對(duì)粘合劑品種及其配制進(jìn)行分析，以保障玻璃鋼的耐腐蝕性能。

　　3 結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)本文上述內(nèi)容的分析，我們可以看出腐蝕問(wèn)題是無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，化工行業(yè)應(yīng)加快防腐材料和技術(shù)的研發(fā)和使用，提高化工生產(chǎn)設(shè)備的防腐蝕性能，有效保障化工生產(chǎn)的安全、穩(wěn)定，促進(jìn)化工行業(yè)的健康發(fā)展。

　　有關(guān)材料科學(xué)的論文發(fā)表篇2

　　試談VARTM制備麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料

　　麻纖維是一種天然植物纖維，具有價(jià)格低廉、可生物降解、優(yōu)良的力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn).相比于合成纖維，天然麻纖維具有更好的吸能效果，能制造出高性能的復(fù)合材料，可廣泛地應(yīng)用于汽車(chē)制造工業(yè)[1-2].

　　麻纖維種類(lèi)較多，常見(jiàn)的麻纖維有苧麻[3]、黃麻、亞麻等.黃麻是最廉價(jià)的天然纖維之一，黃麻纖維纖維素質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為57%～60%，單纖細(xì)度為15～18 μm，單纖長(zhǎng)度為1.5～5 mm，因?yàn)閱卫w維短且長(zhǎng)度參差不齊，故無(wú)法單纖維紡紗.黃麻纖維具有不規(guī)則的多邊形混合截面，吸濕性和透濕性較苧麻要高2%～4.5%.其生物分解性好，初始彈性模量高，不起球，抗菌能力優(yōu)異，生產(chǎn)成本低，因此具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景.

　　湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2015年第12期李偉等：VARTM制備麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料研究麻纖維由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠和脂肪蠟質(zhì)組成，不同麻纖維組成有差別.麻纖維的主要成分為纖維素，纖維素分子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基，故麻纖維表面極性較大，表現(xiàn)出強(qiáng)的親水性，容易從空氣中吸收水份，導(dǎo)致麻纖維與基體材料的界面結(jié)合不佳.而且天然麻纖維的大分子結(jié)晶度和取向度高，纖維外表面粗硬、無(wú)卷曲且勾結(jié)強(qiáng)度低.所以將麻纖維作為樹(shù)脂基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料時(shí)，一般需要對(duì)麻纖維進(jìn)行表面改性處理[1，3-5]. 　　目前麻纖維的表面改性處理主要有熱處理、堿液處理[6]、硅烷偶聯(lián)劑處理[7]、異氰酸酯處理[8]、等離子體處理[9]等方式.通過(guò)表面改性可提高麻纖維的界面性能，改善纖維與基體樹(shù)脂的潤(rùn)濕性，使復(fù)合材料力學(xué)性能顯著提升[10].將改性麻纖維用于樹(shù)脂基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料時(shí)可以獲得綜合性能優(yōu)良的樹(shù)脂基復(fù)合材料[11].

　　環(huán)氧樹(shù)脂是制造樹(shù)脂基復(fù)合材料的一種常用的基體樹(shù)脂，最常見(jiàn)的復(fù)合材料是玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料(玻璃鋼).雖然環(huán)氧樹(shù)脂在樹(shù)脂基復(fù)合材料中的使用成史已經(jīng)比較悠久，但是對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料的研究仍然是當(dāng)今的熱點(diǎn)[12].作為一種基體樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂具有種類(lèi)繁多、容易滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求的優(yōu)點(diǎn)，但也存在不導(dǎo)電、性脆等缺點(diǎn)，在制備環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料時(shí)，有時(shí)也需要對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行改性，從而獲得其優(yōu)異的性能[13].

　　真空輔助樹(shù)脂傳遞模塑(VARTM)成型工藝是先進(jìn)復(fù)合材料制造技術(shù)的主要發(fā)展方向之一，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于船艦、航空、航天、汽車(chē)等領(lǐng)域.VARTM工藝是先將增強(qiáng)材料放置于模腔中，然后合模、抽真空排除模腔中的氣體，再在一定的溫度和壓力下將液態(tài)樹(shù)脂注入模腔內(nèi)，使之與增強(qiáng)纖維充分潤(rùn)濕，在一定溫度下固化、后固化，最后經(jīng)脫模得到復(fù)合材料制品.

　　本文以環(huán)氧樹(shù)脂為基體，可生物降解的黃麻纖維作為增強(qiáng)材料，通過(guò)改變傳統(tǒng)的工藝路線(xiàn)，增加對(duì)黃麻纖維布進(jìn)行熱壓工藝處理，該工藝不僅可以提高復(fù)合材料中麻纖維的體積分?jǐn)?shù)，而且對(duì)改善復(fù)合材料的力學(xué)性能有明顯的效果，采用VARTM工藝制備麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料并進(jìn)行了系統(tǒng)研究.

　　1實(shí)驗(yàn)過(guò)程

　　1.1黃麻纖維表面處理

　　熱處理是將黃麻纖維放入鼓風(fēng)干燥箱中，分別在120 ℃，150 ℃和180 ℃下處理4 h，將麻纖維取出后置于真空密封條件下保存?zhèn)溆?堿處理是將黃麻纖維布浸入(質(zhì)量分?jǐn)?shù))2%的NaOH溶液中，于60 ℃下處理4 h，再用去離子水洗滌至中性并在80 ℃干燥.硅烷偶聯(lián)劑處理是將KH550配制成(質(zhì)量分?jǐn)?shù))3%的乙醇溶液，然后把黃麻纖維布浸入溶液中10 min，取出纖維布放置在空氣中30 min，最后90 ℃烘干.異氰酸酯處理是將黃麻纖維布放入異氰酸酯的丙酮溶液中，以濃硫酸為催化劑，在55 ℃油浴加熱反應(yīng)5 h，取出用丙酮洗滌后80 ℃烘干.模具和復(fù)合材料樣品見(jiàn)圖1.

　　1.2黃麻纖維布的熱壓工藝

　　為了提高復(fù)合材料中麻纖維的含量，將表面處理的黃麻纖維布裁成190 mm×140 mm的規(guī)格，整齊疊放在平板熱壓機(jī)模具中，在1 MPa和100 ℃條件下熱壓30 min.

　　圖1模具和復(fù)合材料樣品

　　Fig.1Mould and composite samples

　　1.3黃麻纖維布增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的制備

　　將黃麻纖維布剪裁成190 mm×140 mm的規(guī)格并精確稱(chēng)量其質(zhì)量后整齊鋪放在VARTM模腔中，合模;模具一端導(dǎo)管連接真空泵，一端連接注射系統(tǒng)，中間部分接入壓力表用來(lái)測(cè)量模腔中的壓力.通過(guò)抽真空排除模腔內(nèi)的空氣，然后將混合好的樹(shù)脂注入模腔中;模腔注滿(mǎn)后封住連接真空泵的一端，繼續(xù)注射，使模腔內(nèi)的壓力達(dá)到1 MPa，然后封閉所有端口;將模具放入烘箱中60 ℃固化20 h，脫模取出板材;將復(fù)合材料板在80 ℃下固化5 h.

　　1.4材料性能表征

　　采用FEI QUANTA 200 掃描電鏡觀察復(fù)合材料斷裂面的形態(tài).黃麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料按照GB/T 1447-2005和GB 1449-2005進(jìn)行切割并銑到規(guī)定的形狀和尺寸，所以樣品在Instron3369萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸測(cè)試和三點(diǎn)彎曲測(cè)試.

　　2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1不同表面處理對(duì)復(fù)合材料斷面形貌的影響

　　從未表面處理黃麻纖維復(fù)合材料斷面SEM圖(圖2)可見(jiàn)，斷裂面麻纖維拔出長(zhǎng)度較大，且纖維表面未粘有樹(shù)脂，這充分說(shuō)明黃麻纖維與基體樹(shù)脂的界面結(jié)合非常差，將直接導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能較低，所以欲獲得良好界面粘結(jié)強(qiáng)度的復(fù)合材料必須對(duì)黃麻纖維進(jìn)行表面改性處理.

　　圖2未表面處理黃麻纖維復(fù)合材料斷面SEM圖

　　Fig.2The cross section SEM microphotographs

　　of composites made by jute fibers

　　without surface treated

　　將黃麻纖維分別在120 ℃，150 ℃和180 ℃條件下熱處理4 h，并將其與環(huán)氧樹(shù)脂制成復(fù)合材料.圖3為熱處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷面SEM圖，從圖3(a)(b)可見(jiàn)，120 ℃熱處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷面黃麻纖維拔出長(zhǎng)度仍然較長(zhǎng)，黃麻纖維表面光滑，基本未粘有樹(shù)脂，這說(shuō)明黃麻纖維與樹(shù)脂界面結(jié)合仍然不佳.圖3(c)(d)為150 ℃熱處理黃麻纖維復(fù)合材料斷裂面，可以看出黃麻纖維拔出長(zhǎng)度明顯短于120 ℃熱處理的樣品，同時(shí)黃麻纖維表面粘有少量樹(shù)脂，這證明了黃麻纖維與樹(shù)脂的界面結(jié)合得到了改善.圖3(e)(f)為180 ℃熱處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，從圖中能明顯地看出黃麻纖維拔出的長(zhǎng)度進(jìn)一步縮短，但黃麻纖維表面粘附的樹(shù)脂仍然不多.由此可見(jiàn)，通過(guò)熱處理的黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料可有限地提高黃麻纖維與樹(shù)脂的界面結(jié)合，但單純通過(guò)對(duì)黃麻纖維熱處理使復(fù)合材料力學(xué)性能提高的效果仍不太明顯.

　　堿處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷面SEM如圖4所示，可見(jiàn)斷裂拔出的黃麻纖維表面粘有較多的樹(shù)脂，說(shuō)明黃麻纖維與樹(shù)脂的界面結(jié)合得到了較大的改善，但纖維拔出的長(zhǎng)度比較長(zhǎng).

　　硅烷偶聯(lián)劑處理的黃麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料斷面SEM如圖5所示.從圖5(a)(b)可見(jiàn)，與熱處理和堿處理黃麻纖維相比較，硅烷處理的黃麻纖維制備的復(fù)合材料斷裂后纖維拔出的長(zhǎng)度更短.圖5(c)(d)中拔出的黃麻纖維表面粘有較多的樹(shù)脂，黃麻纖維的根部與樹(shù)脂的縫隙也非常小，這充分說(shuō)明了黃麻纖維與樹(shù)脂界面結(jié)合良好，復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了顯著提高. 　　用六亞甲基二異氰酸酯(HDI)處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷面SEM如圖6所示，由圖6(a)(b)可看出，黃麻纖維拔出長(zhǎng)度較短，與硅烷處理后的情況基本一致，而由圖6(c)(d)可清楚地看到黃麻纖維表面粘有大量的樹(shù)脂，所以可以確定黃麻纖維和環(huán)氧樹(shù)脂經(jīng)過(guò)異氰酸酯處理后的界面結(jié)合良好.

　　圖5偶聯(lián)劑處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料斷面SEM圖

　　Fig.5The cross section SEM microphotographs

　　of jute fiber with coupling agent

　　treatment reinforced composites

　　綜上所述，將黃麻纖維進(jìn)行熱處理和堿處理對(duì)復(fù)合材料的界面結(jié)合作用提升不大;而硅烷處理和異氰酸酯處理可以顯著提高黃麻纖維與基體樹(shù)脂的界面結(jié)合;為了進(jìn)一步證明以上結(jié)果，將對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試和分析.

　　2.2復(fù)合材料力學(xué)性能分析

　　2.2.1拉伸性能

　　影響樹(shù)脂基復(fù)合材料性能的主要因素有增強(qiáng)材料、基體樹(shù)脂以及基體與增強(qiáng)材料的界面粘接強(qiáng)度等.為了提高復(fù)合材料中黃麻纖維的體積分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)中將黃麻纖維布進(jìn)行熱壓工藝處理，黃麻纖維未經(jīng)熱壓制備的復(fù)合材料麻纖維體積分?jǐn)?shù)為27.3%，經(jīng)熱壓的樣品黃麻纖維體積分?jǐn)?shù)可提高到33.6%.純環(huán)氧樹(shù)脂、未熱壓黃麻纖維復(fù)合材料及熱壓黃麻纖維復(fù)合材料試樣拉伸性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1，未熱壓麻纖維復(fù)合材料比純環(huán)氧樹(shù)脂試樣的拉伸強(qiáng)度增加了25.3%、拉伸模量提高了52.9%;而黃麻纖維布經(jīng)熱壓后制備的復(fù)合材料比純環(huán)氧樹(shù)脂試樣拉伸強(qiáng)度則增加了51.2%、拉伸模量提高達(dá)111.4%.黃麻纖維熱壓工藝使復(fù)合材料中纖維含量提高了6.3%，當(dāng)基體樹(shù)脂的粘度足夠低時(shí)，在滿(mǎn)足樹(shù)脂對(duì)增強(qiáng)材料的充分浸潤(rùn)前提下，制備出來(lái)的復(fù)合材料將具有更好的力學(xué)性能.可見(jiàn)黃麻纖維的熱壓工藝對(duì)提高黃麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的拉伸性能具有重要意義.

　　表1不同處理?xiàng)l件下的黃麻纖維增強(qiáng)

　　復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度和模量

　　Tab.1The tensile strength and modulus of jute fiber

　　with different treatment reinforced composites

　　復(fù)合材料

　　性能環(huán)氧

　　樹(shù)脂纖維

　　未處理偶聯(lián)劑

　　處理纖維HDI處理

　　纖維熱壓

　　工藝?yán)鞆?qiáng)度39.559.763.963.2是/MPa39.549.559.057.6否拉伸模量2 653.45 609.27 325.67 796.7是/MPa2 653.44 057.27 060.25 435.8否

　　由表1可知，當(dāng)黃麻纖維未經(jīng)熱壓處理時(shí)，與未表面處理的黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相比較，硅烷偶聯(lián)劑處理的黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了18.6%，異氰酸酯處理則提高了16.3%;硅烷偶聯(lián)劑處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉伸模量提高了71.4%，異氰酸酯處理只提高了34.0%.當(dāng)黃麻纖維經(jīng)熱壓工藝處理后，硅烷偶聯(lián)劑處理的黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度只提高了7.0%，異氰酸酯處理也只提高了5.8%;硅烷偶聯(lián)劑處理麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的拉伸模量增加了30.6%，異氰酸酯處理則增加達(dá)37.0%.由此可見(jiàn)，熱壓工藝、硅烷偶聯(lián)劑和異氰酸酯處理黃麻纖維可明顯提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量，這主要是由于熱壓工藝提高了復(fù)合材料中纖維的體積分?jǐn)?shù)，硅烷偶聯(lián)劑和異氰酸酯處理黃麻纖維能有效地改善黃麻纖維和樹(shù)脂基體的界面粘結(jié)強(qiáng)度，能有效地將外力在纖維和樹(shù)脂之間進(jìn)行傳遞，最終達(dá)到改善復(fù)合材料的拉伸性能的結(jié)果.

　　2.2.2彎曲性能

　　黃麻纖維的熱壓工藝對(duì)復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的影響見(jiàn)表2，未熱壓的黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度比純樹(shù)脂只提高了14.4%，但是熱壓處理后顯著提高達(dá)到了91.9%.可見(jiàn)黃麻纖維熱壓處理對(duì)提高黃麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度具有重要影響.

　　在黃麻纖維未進(jìn)行熱壓工藝處理時(shí)，與未表面處理的黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料比較發(fā)現(xiàn)，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理的黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度提高了50.2%，經(jīng)異氰酸酯處理也提高了50.3%.在黃麻纖維經(jīng)熱壓處理時(shí)，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度提高了4.6%，經(jīng)異氰酸酯處理黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料提高了1.2%.可見(jiàn)硅烷偶聯(lián)劑和異氰酸酯處理都能使黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度得到提升，但是經(jīng)熱壓工藝處理后更有利于復(fù)合材料彎曲強(qiáng)度的提高，并且可以適當(dāng)減小黃麻纖維的表面處理程度，降低對(duì)增強(qiáng)材料性能的破壞，這將更有利于制備高性能復(fù)合材料的要求.

　　3結(jié)論

　　采用硅烷偶聯(lián)劑、異氰酸酯等對(duì)黃麻纖維表面處理和麻纖維熱壓工藝，通過(guò)VARTM成型工藝制備黃麻纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料，得出以下結(jié)論：

　　1)與熱處理和堿處理相比，硅烷偶聯(lián)劑和異氰酸酯對(duì)黃麻纖維表面處理可有效改善黃麻纖維與環(huán)氧樹(shù)脂的界面結(jié)合，顯著提高復(fù)合材料的力學(xué)性能.

　　2)黃麻纖維熱壓工藝處理可增加復(fù)合材料中黃麻纖維的體積含量，達(dá)到提高復(fù)合材料的力學(xué)性能的目的，未表面處理的黃麻纖維經(jīng)熱壓工藝處理后制備的復(fù)合材料纖維含量提高了6.3%，拉伸強(qiáng)度、拉伸模量和彎曲強(qiáng)度分別提高了20.6%，38.3%和67.7%.

　　3)硅烷偶聯(lián)劑處理和異氰酸酯處理的黃麻纖維經(jīng)熱壓處理制備的復(fù)合材料，其力學(xué)性能得到了顯著提高，而黃麻纖維的熱壓工藝處理對(duì)黃麻纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的性能提高具有重要的影響.