2.1原料
竹原紗線,28tex,初始模量為59.857cN/dtex,斷裂強度為1.425cN/dtex,斷裂伸長率為13.304%;聚乳酸長絲,16.7tex,初始模量為67.785cN/dtex,斷裂強度為3.3678cN/dtex,斷裂伸長率為25.047%。
2.2儀器及編織設備
橫機,YG061-1500單紗強力儀,電子天平BT223S,織物厚度儀,INSTRON萬能強力機,Y/TD71-45A塑料制品液壓機。
3織物編織及復合材料制備
3.1織物的編織
利用天津工業大學自行研制的6針襯經襯緯橫機編織襯經襯緯組織,編織工藝參數如下:聚乳酸與竹原纖維的根數比為2∶1(質量比約為55%∶45%),襯經、襯緯總數為24根合股,針織線圈捆綁紗分別為12根和6根。織物如圖1所示。
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3.2復合材料的制備
將織物裁剪成20cm×20cm大小,每個試樣兩塊,平行層疊放置,在Y/TD71-45A塑料制品液壓機上進行模壓,據多次試驗按照以下工藝進行模壓。涂抹脫模劑→預熱至60℃→放試樣于模板中,升溫至100℃,加壓至6MPa并持續20min→升溫至130℃,并持續20min→恒壓升溫至160℃,持續20min→恒壓,自然冷卻24h至室溫→取出板材[8,9]。
由于一次模壓后板材一面成型并不很好,現按以上工藝進行二次模壓獲得較成功的復合材料板材預制件,預制件結構參數見表1。
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4試驗結果與討論
按照國標GB/T2035-1996,用手鋸將開發形成的竹原纖維/聚乳酸復合材料板材沿橫向、縱向和斜向三個方向裁剪,最寬為20mm,最窄為10mm,長為180mm,各3塊,在實驗室溫濕度下(18℃、50%),在INSTRON萬能強力機上進行拉伸試驗,拉伸速度為10mm/min,試驗結果如表2所示。
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由以上數據可以明顯看出,相同結構厚度的復合材料預制件,縱向的大部分拉伸性能要好于斜向和橫向,而橫向和斜向卻相差不大。除模量和位移之外,在相同方向上厚的預制件的大部分拉伸性能
比薄的明顯要好,但是我們并不能確定是否預制件越厚,拉伸性能就越好,這還需要進一步的研究。在拉伸過程中增強材料主要承受力的作用,而基體材料也要承受一部分,只不過這部分相對較小,但基體
卻起著重要的作用。它將織物粘合固定成一個整體,在力作用時傳遞力,并使力達到均衡[10]。在測試中發現基體和纖維界面處最先出現裂紋,隨著試驗進行,這些裂紋會向鄰近區域擴展,當力達到一定程
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