植物纤维及其增强复合材料的研究进展

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植物纤维增强水泥基复合材料研究综述

ｌ１８】
、
椰
壳
纤
维
ｌ】９１、甘
蔗
渣
纤
维［２０１、龙
舌
兰
纤
维ｌ２ｌｌ、玉
米秸
秆
纤
维
等；④竹筋２４］。研究工作主要围绕三个方面进行。
１植物纤维增强水泥基复合材料力学性能
人们在植物纤维增强水泥基材料力学性能方面的研究
较为全面深入，其中以下研究具有一定代表胜：
关键词植物纤维；水泥基复合材料；界面特性；耐久性；纤维改性
０引言纤维增强水泥基复合材料（Ｆｉｂｅｒ－ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｅｍｅｎｔ
ＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＦＲＣＭＣ）是以水泥净浆、水泥砂浆或混凝土做基材，以非连续的短纤维或连续的长纤维作增强体组合成的复合材料。当所用水泥基材为水泥净浆或水泥砂浆时，称之为纤维增强水泥；当采用混凝土为基材时，称之为纤维增强混凝土【ｌ＿。
纤维对水泥基材料的开裂有很好的控制作用。大约３５００年以前，国外就有用纤维来加强脆性基质的案例，例如利用稻草和马鬃与黏土混合起来制作砖和地板１２］。我国古代建筑也有把植物纤维加入粘土的做法＿ｌＪ。纤维加固的概念在现代有了进一步发展，１９００年奥匈帝国的Ｈａｔｓｃｈｅｋ发明用圆网抄取机制造石棉水泥板的工艺方法＿】１。
的断裂和冲击性能，通过双参数断裂模型对试验结果进行表
述，其抗压、抗弯和劈裂拉伸强度均满足相关的欧洲标准。

植物纤维增强PS木塑复合材料的性能研究

Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＮａｕａｂｒｂｍｂｏｆｂｒａｄＰＳｗｅｅｕｅｓｒｗｔｒａｓｔｒｐｒｅｆｅｅｎｏｃｄｃｍｐｓｔｓｗｉｈｔｒｌｆｅ，ａｏｅｎｒｓｄａａｍａｅｉｌｏｐｅａｅｔｂｒｉｆｒｅｏｏｉｔｉｉｈｉｒｅ
塑复合材料力学性能的影响。结果表明：木纤维和偶联剂的加入都使复合材料的力学性能呈先增大后减小的趋
势。当木纤维添加质量分数为２％，偶联剂ＫＨ５０添加质量为木纤维添加质量的１５时，复合材料具有最大５一５．％
的拉伸强度、弯曲强度和断裂伸长率，分别为３．ＭＰ，８ａ８４％，缺口冲击强度随木纤维添加质量分０２ａ６ＭＰ和．７数的增加而减小。木纤维和竹纤维填充的两种复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相差不大。关键词：复合材料；性能；木纤维；聚苯乙烯；偶联剂中图分类号：Ｂ３Ｔ３２文献标志码：Ａ文章编号：６４７０（０ｏ —０００１７ — １０２１）ｉ０２－５１
０引言
木塑复合材料是近年来新开发的一种复合材料，
ｒｓｅｔｅ，ｕｅｏｈｄｍａｔｔｎｔｃｅｓｓｔｒｅｉｓｉｌｄｖａｏｎｃａｉｌｒｐｒｅｅｅｎａｒｅｐｃｉｌｂｔｔｅｐｃｓｅｇｈｅｒｅ；ｅｅｘｓｔｅｅｉｉｏｈｎａｐｏｅｔｓｔｅｔａｖＹｈｔｎｃｉｒｄａｈｔｌｔｔｎｍｅｃｉｂｗｎｕｌ

聚乳酸／植物纤维复合材料的增容改性研究进展

摘要根据现阶段植物纤维增强聚乳酸的研究状况，围绕ＰＬＡ与植物纤维相容性差的问题，展开详细讨论，
着重综述了不同的纤维表面改性方法和ＰＬＡ基体改性方法，以提高两者的相容性。并指明了植物纤维增强ＰＬＡ复
氢键，但这种氢键不足以显著提高纤维与基体的粘接性，增强效果不佳。因此天然纤维与ＰＬＡ不能直接复合，必须通过有效的改性，改善两者的界面性能，提高两者的相容性。大量研究表明，通过对纤维与基体进行改性，可以提高天然
Ｋｅｙｗｏｒｄｓｐｏｌｙｌａｃｔｉｄｅ，ｐｌａｎｔｆｉｂｅｒ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ，ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ
０引言
聚乳酸（ＰＬＡ）作为一种环境友好塑料受到了广泛关注［１，２Ｊ。它来源于可再生资源，完全可生物降解，具有较好的力学性能、透明性、加工性能和独特的阻隔性，有望替代石油基塑料被广泛地应用于各个领域『３］。但ＰＬＡ本身存在许多缺点＿６］，尤其是其自身强度低，限制了其作为工程塑料的
Ｐ０ｌｙｌａｃｔｉｄｅ／ＰｌａｎｔＦｉｂｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ

植物纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究

第３第１卷期
２１年１０１月
包
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学
报
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ＶＯ１３ＮＯ．．１
ＰｃａｉｇＪｕａａｋｇｎｏｒｌｎ
Ｊｎ２１ａ．０１
植物纤维增强聚丙烯复合材料力学性能的研究
曾广胜，徐成，林瑞珍，许超，江太君，刘跃军
（湖南工业大学包装新材料与技术重点实验室，先进包装材料与技术湖南省普通高校重点实验室，湖南株洲４２０１０７）
（ｅａｏａｒｆｅｔｉｌａｄｅｈｏｏｙｏａｋｇｎ，ｙａｏａｏｙｏｄａｃｄＭａｒｌａｄｅｈｏｏｙｒＫｙＬｂｒｔｙｏｗＭａｒｓｎｃｎｌｇｒｃａｉｇＫｅｂｒｔｒｆｖｅｔｉｓｎｃｎｌｇｏＮｅａＴｆＰＬＡｎｅａＴｏｆ
Ａｂｓｒｃｔａｔ：ＰＰａｄｒｃｃｅｏｒｇｔｄＰａｅａｄａｈａｍａｅｉｌｎＡＨ— — ｎｅｙｌｄｃｒｕａｅｐｒｂｏｒｓｔｅｒｗｔｒａｄＭａｇＰＰ，ｕｉｕｅｔｒａｄａｕｎｍ — ｌａｍｎｍｓｅｎｌｍｉｕｔｔｎｕｏｐｕｄｃｕｌｇａｅｔｒｅｖｓｉａｅｔｅｍｅｈｉａｅｏｍａｃｆｂｒｅｎｏｃｄＰｏｐｓｔｓＴｈｉｉｍｃｍｏｎｏｐｉｇｎｅｕｓｄｔｉｅｔｔｃａｃｌｒｒｎｅｏｅｉｆｒｅＰｃｍｏｉｅ．ｅａｎｗｅｏｎｇｈｎｐｆｉｆｒｒｓｌｈｗａ：ｅｔｎｉｅｓｅｇｃｅｓｓｗｈｌｅｉｐｃｔｅｇｅｒａｅｔｅｌａｉｇｏｂｒｗｉｏｔｏｕｉｚｒｅｕｔｓｏｔｔｔｓｌｔｎｔｉｒａｅｉｅｔｓｈｈｅｒｈｎｈｍａｔｓｎｔｄｃｅｓｓｗｉｔｄｎｆｅｔｕｌｂｌｅ；ｒｈｈｈｏｉｆｈｓｉｂｔｅｂｎｉｇａｄｔｎｉｔｅｇｅｃｅｅｈｇｓｏｎｅｅＭＡＨ— — Ｐａｎｔｙｔ０％；ｍｏｇｔｅｔｒｅｏｔｅｄｎｅｓｌｓｎｔｒａｈｓｔｉｈｅｔｉｔｗｈｎｔｈｈｎｅｒｈｈｐｈｇＰｌｄｇｓａｓａｗｔａｎｈｅｏｉ３ｈｍｅｔｎｄｃｕｌｇａｅｔ，ＡＨ－ — ＰｓｓｐｒｏｏｍｏｉｙｔｅｉｔｒａｅｔｅｉｎｉｅｏｐｉｇｎｓＭｏｎｇＰｉｕｅｒｔｄｆｈｎｅｃ；ｈｍｐａｔｓｒｎｔ，ｅｓｌｔｅｇｈａｄｂｎｉｇｉｆｃｔｅｇｈｔｎｉｓｒｎｔｎｅｄｎｅｓｒｎｔｂａｎａｐｉｉｅａｕｅｈＡＨ — — ｏｔｎｓ１％ｔｂｒｌｅｔｅｇｏｔｏｔｍｚｄｖｌｅｗｈｎｔｅＭｈｉｎｇＰＰｃｎｅｔ０ｉｏｆｅｌｄ．ｉｉｆＫｅｒｓ：ｗｏｄｐａｔｏｐｓｔ；ｏｙｒｐｌｎ；ｂｅ；ｃａｉａｒｐｒｉｓｃｍｐｔｂｌｙｙｗｏｄｏ — ｌｓｉｃｍｏｉｅｐｌｐｏｙｅｅｆｒｍｅｈｎｃｌｏｅｔ；ｏｃｉｐｅａｉｉｔｉ

天然植物纤维复合材料界面改性研究进展

摘要天然植物纤维基复合材料性能优异，但天然植物纤维独特的结构性能，致使其与聚合物复合还存在诸多问题。提高天然植物纤维在聚合物基体中的分散性，增加纤维与聚合物基体的相容性对于提高天然植物纤维复合材料力学性能有着至关重要的作用。概述了天然植物纤维及其复合材料制备在界面改性方面的研究进展，总结了纤维改性对复合材料性能的影响，目前天然植物纤维改性处理的方法主要有热处理法、碱处理法、偶联剂法、酰化法、表面接枝法、复合处理法等。随着天然植物纤维改性研究的不断深入，天然植物纤维基复合材料应用前景将更加广阔。
碱溶液处理法是应用广泛的纤维处理方法。［１５］将木粉浸泡于碱液中，溶解除去植物纤维中的部分果胶等低分子杂质以及木质素和半纤维素，使纤维表面变得粗糙，纤维与树脂界面之间结合能力增强。同时使未处理前的抽提物消失，形成许多空腔，增强了聚合物母体与纤维填料形成的机械互锁结构，并提高了纤维素（强度较高）的相对含量，使纤维原纤化提高了纤维拉伸强度；另一方面，碱处理导致纤维束分裂成更小的纤维，纤维的直径降低，长径比增加，与基体接触面积增大。［１２］
· ８２ ·
材料导报Ａ：综述篇
２０１１年１０月（上）第２５卷第１０期
水的含量，从而降低在复合材料中产生空隙和内部应力的几率，同时，它还能够使半纤维素热降解和木质素重排，使得天然植物纤维表面羟基含量降低，有利于其与聚合物基体的粘结。［１２］

植物纤维增强LDPE复合材料的性能研究

ｔｎｉｅｓｒｎｔｎｅｄｎ￣ｅｔｔｅａｄｔｎｏｅｓｌｔｅｇｈａｄｂｎｉｇｓｎｇｈ；ｄｉｏｆｈｉＬＤＰ－・ＡＨａｒｖｅｃｍｐｓｔｃａｉａｒｏｍａｃＥ・－ｇＭｃｎｉｍｐｏｅｔｏｏｉｍｅｈｎｃｌｆｒｎｅｈｅｅｐ
（ｙａｏａｒｆｗＭａｒｓｎｅｈｏｇｒａｋｇｇＫｙＬｂｒｔｒｆｄａｃｄａｒｓｎｅｈｏｏｙｆｒＫｅｂｒｔｙｏｔｉｄｃｎｌｙｆｃａｉ，ｅａｏａｙｏｖｎｅｔｉｄｃｎｌｇＬｏＮｅｅａａＴｌｏｏＰｎｏＡＭｅａａＴｌｏ
ｏｕａｏｓａｄｏｔｉｓａｗｉｐｌａｏｍｏｇｄｆｅｅｔａｅｓｅｐｅｉｌｏｉｔｃｐａｋｇｎ．ｒｃｃｅｏｒｇｔｄｆｄｒｔｎｂａｎｄｅａｐｉｔｎａｎｉｆｒｎｒａ，ｓｃａｌｉｌｇｓｃａｉｇＡｅｙｌｄｃｒｕａｅｉｎｃｉｙｎｉｐｐｒｂａｄａｄＬＤＰＥｗｅｅｕｅｏｅｐｏｅｔｅｅｅｔｆｂｒｏｔｎ，ｏａｉｉｚｒａｅｏｒｎｒｓｄｔｘｌｒｈｆｃｓｏｆｅｃｎｅｔｃｍｐｔｂｌｅＬＤＰｇＭＡＨ，ｄｆｒｎｇｎＡＣｉｉＥ－ — ｎａｏｍｉｇａｅｔｏｅｐｒｏｍａｃｆｃｍｐｓｔｓＴｈｅｕｔｈｎｔｅｒｎｅｏｏｈｆｏｉｅ．ｅｒｓｌｓｓｏｗａ：ｅｏｔｍｕｆｂｒｌａｉｇｒｍａｎ０％～０％ｔｂａｎａｂｓｈｔｔｔｐｉｍｅｏｄｎｅｉｓ４ｈｉ５ｏｏｔｉｅｔ

[国内外天然纤维增强复合材料的技术进展] 连续纤维增强复合材料

天然纤维增强复合材料是产业用纺织品领域的一个重要研究课题。

由于取材于可再生原料，对环境危害小，且具有优良的加工性能和声学特性，近年来在欧美地区发展较快。

本文主要介绍了以麻纤维为增强相的复合材料的加工技术、性能特点及成本优势，并探讨了开发生物复合材料的可能性。

Composite reinforced with natural fibers is a significant topic for technical textiles industry. Due to its recyclable raw materials with few environment effects, along with good processability and acoustic characteristic, this kind of material has got a rapid development in some developed regions. This article primarily introduced components with several bast fibers and leaf fibers, in terms of process technology, features, performances and cost advantages, and researched the feasibility of developing biocomposites as well.天然植物纤维是增强复合材料可选择的原料之一，自2005年以来一直保持着 10% ～15% 的年增长率。

植物纤维密度较低，仅有 5 g/cm3左右，具有节省物料消耗的潜力。

以平均值计算，天然纤维增强复合材料的能源消耗比玻璃纤维要低 60%。

天然纤维复合材料具有优良的加工性能和声学特性，并在很多方面超越玻璃纤维增强材料，如很好的生命循环特征等。

植物纤维增强水泥基复合材料的研究进展与应用

水泥与混凝土生产Cement and concrete production14植物纤维增强水泥基复合材料的研究进展与应用许秀颖边加保李慧源（北京交通大学海滨学院，河北黄骅061100）中图分类号：TQ172 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）10-0014-01摘要：在建筑工程中，水泥作为混凝土的重要原材料，其自身质量直接影响到混凝土的施工质量。

为了有效抑制混凝土裂缝的发展，可将植物纤维应用于水泥之中，植物纤维的长径比及比表面积较大，并且具有较高的比强度，通过植物纤维的应用，以此研发增强水泥基复合材料，能够有效节约混凝土造价，同时也有助于环境保护。

鉴于此，本文便对植物纤维增强水泥基复合材料的研究进展及应用进行深入研究。

关键词：植物纤维；水泥基；复合材料；研究进展0 引言在应用水泥来拌和混凝土时，因混凝土在初凝及终凝过程中会受到结构荷载及环境的影响，进而使混凝土表面出现微裂缝，这些微裂缝需要进行严格的抑制，否则势必会进一步发展，从而严重影响混凝土的美观性，甚至还会威胁到结构安全。

为了提高混凝土的施工质量，人们尝试在混凝土中利用各种纤维来增强其性能表现，并由此产生了一系列的科研成果，如钢纤维增强混凝土技术、聚丙烯纤维增强混凝土技术等。

不过，由于钢纤维容易受到环境影响而发生锈蚀，同时玻璃纤维、钢纤维等的造价较为昂贵，这不利于工程成本的节约。

而植物纤维作为一种价格低廉且来源丰富的高分子材料，将其应用到混凝土之中，以此研发出增强水泥基复合材料，则可有效解决造价昂贵问题，同时也有助于对自然生态环境的保护。

1 植物纤维组成及其材料增强作用植物纤维的主要组成包括半纤维素、纤维素、蜡质、果胶以及木质素，在植物纤维中，半木质素及木质素在其中主要起到黏合剂的作用。

并且，木质素含量的高低，还会对植物纤维的性能表现及结构组织产生直接影响。

纤维素含量及其纤维轴和原纤的旋转角度会对植物纤维的硬度及强度产生决定性影响，通常来说，原纤和纤维轴所形成的夹角越大，则说明植物纤维在硬度及强度上的表现就越差。

10.植物纤维及其增强复合材料的研究进展

第22卷第10期2006年10月农业工程学报T ransactio ns o f the CSAE V o l.22　No.10O ct.　2006植物纤维及其增强复合材料的研究进展张　伏,佟　金※(吉林大学生物与农业工程学院地面机械仿生技术教育部重点实验室,长春130025)摘　要:简要介绍了植物纤维主要组成成分,植物纤维复合材料的发展历史和应用领域。

分别阐述了竹纤维、剑麻纤维、秸秆纤维及木质材料中的纤维的化学组成及结构,以及其增强复合材料的制备方法、研究现状及研究成果。

针对现有植物纤维复合材料研究中存在的问题,提出了利用T R IZ 理论进行计算机辅助创新设计、发展植物纤维编织及混杂工艺、提高植物纤维与树脂间相容性及复合材料降解性能、大力发展农业生物纤维复合材料等方面的未来发展方向。

关键词:植物纤维;纤维增强复合材料;发展趋势;降解中图分类号:T Q 314 文献标识码:A 文章编号:1002-6819(2006)10-0252-05张　伏,佟　金.植物纤维及其增强复合材料的研究进展[J].农业工程学报,2006,22(10):252-256.Zhang F u ,T ong Jin .St atus and developmental trends of pla nt fibers and their reinfo rced composit es [J ].T r ansa ct ions of the CSAE ,2006,22(10):252-256.(in Chinese with English abstr act)收稿日期:2005-11-28　修订日期:2006-04-10基金项目:国家杰出青年科学基金资助项目(50025516)作者简介:张　伏(1978-),男,博士研究生,长春市人民大街5988号　吉林大学南岭校区生物与农业工程学院,130025。

Email:zh angfu33@※通讯作者:佟　金(1957-),男,博士,教授,博士研究生导师,长春市人民大街5988号　吉林大学南岭校区生物与农业工程学院,130025。

国内外天然纤维增强复合材料的技术进展

料，其预制品成本较低。工成非织造布毡的形式，加其预制品加工费偏高，１约．８欧元／ｇ而玻璃纤维毡预制品的加工ｋ，费高达２６欧元／ｇ可以认定，． Biblioteka 。植物纤维非织造毡预制品的
黻
玻璃纤维
黄麻剑麻大麻
亚麻
维２０～３ａ两维无序（Ｄａｄｍ）向纤维７～１０ＧＰ，２Ｒｎｏ取１
图１植物纤维结构示意图
玻璃纤维是增强复合材料的主要原料品种。高性能而
亚麻、麻纤维的抗拉刚性要优于玻璃纤维，荨机械性能也与玻璃纤维相似。麻纤维与其他天然纤维一样，当处于激烈震荡条件下时易于出现断裂，维大分子轻度滑移，纤表
维素微细组织
于纤维含量、空隙度、维取向度、纤纤维及基质的特性。以典型的热塑性聚合物Ｐ为例，Ｐ以其作复合材料基质，
单一Ｐ聚合物密度为１／刚性指标１Ｐ。Ｐ．ｇｃ，０ｍ．Ｇａ实验５结果显示，其他条件设定好的状态下，在将植物纤维置于３种取向态时，其复合材料刚性的最大值分别为：取向纤单
居中
需改进成本高昂．加成本高：刚性．耐方面工性要求高
使用面待开发
具有吸水性机械性能不足
和常用的玻璃纤维相比，作为增强复合材料的植物纤

植物纤维增强混凝土研究进展

植物纤维增强混凝土研究进展
郭宜杭;李黎;杨晨欣;石玉琼
【期刊名称】《硅酸盐通报》
【年(卷),期】2022(41)10
【摘要】随着我国“双碳”战略的持续推进,绿色低碳环保的天然纤维在水泥基材料中的应用已成为建筑行业的研究热点,得到了广泛关注。

但植物纤维的力学性能差,同时存在老化和粘结力减弱等问题,很难直接应用于混凝土基体。

本文综述了植
物纤维的微观结构和性能,植物纤维对混凝土力学性能、耐久性和热物理性能等宏
观性能的影响,植物纤维增强混凝土凝结时间、界面粘结和内养护的微观演变机制。

讨论了植物纤维增强混凝土中基体改性和纤维改性的方法,深入了解不同方法的作
用机理,寻求更加有效地改善性能的途径。

剑麻纤维和竹纤维对混凝土性能有良好
的提升作用,应用最为广泛。

最后展望了植物纤维的可持续发展方向,为今后进一步
研究植物纤维增强混凝土提出参考建议。

【总页数】12页(P3347-3358)
【作者】郭宜杭;李黎;杨晨欣;石玉琼
【作者单位】西北农林科技大学水利与建筑工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU528
【相关文献】
1.植物纤维增强型玻化微珠陶粒混凝土配合比设计
2.植物纤维增强型EPS陶粒混凝土配合比设计
3.植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进展
4.天然植物纤维增强聚乳酸复合材料老化降解性能研究进展
5.植物纤维增强水泥基复合材料研究进展
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PVC基植物纤维复合材料的研究进展

部分组成:一部分是亲无机基团ꎬ可与无机填充剂
或增强材料作用ꎻ另一部分是亲有机基团ꎬ可与合
成树脂作用ꎮ 偶联剂主要包括硅烷偶联剂和钛酸
酯偶联剂等ꎮ 在不同类型的ＰＶＣ / 植物纤维复合材
料中ꎬ加入不同类型的偶联剂并对比其改性效果ꎮ
结果表明:偶联剂均能改善复合材料相关性能ꎬ改
善ＰＶＣ和植物纤维的两相结合情况ꎬ但不同的偶
纤维３种ꎮ 植物纤维回收率低ꎬ很多会被焚烧ꎬ既
污染生态环境又浪费资源ꎻ而另一方面现代社会对
塑料材料又提出了更高的要求ꎬ如降低成本、改进
自身不足的性能等ꎮ 因此ꎬ人们开始将种类有限的
单一塑料复合成各种新型复合材料ꎬ从而满足各方
面的要求ꎮ ＰＶＣ具有不易燃烧、不易腐蚀和力学性
能良好的特点ꎬ向ＰＶＣ中加入植物纤维制备的复
会发展的重要内容ꎮ 我国是一个农业大国ꎬ每年都
会产生大量的农作物植物纤维ꎬ如小麦秸秆、玉米秸
秆、稻壳等ꎮ 向不易燃烧、不易腐蚀和力学性能良好
的热塑性树脂聚氯乙烯(ＰＶＣ) 中加入植物纤维制出
的复合材料ꎬ成本低廉、成分环保ꎬ可以有效解决农
作物植物纤维对环境造成的污染与资源的浪费ꎮ
１研究背景
中国国家统计局公布的全国粮食生产数据显
ＰＶＣ基植物纤维复合材料的研究进展
« 上海塑料» ２０２０年第３期( 总第１９１期)
ＰＶＣ基植物纤维复合材料的研究进展
靳玲ꎬ 张政鑫ꎬ 王杰ꎬ 徐冬梅ꎬ 柳峰
( 徐州工业职业技术学院材料工程学院ꎬ 江苏徐州２２１１４０)
摘要从改性方法、力学性能、热稳定性、磨损性能４个方面对近年来ＰＶＣ基植物纤维复合材料
Ｘｕｚｈｏｕ２２１１４０ꎬ ＪｉａｎｇｓｕＰｒｏｖｉｎｃｅꎬ Ｃｈｉｎａ)

天然植物纤维增强环氧树脂复合材料研究进展

摘要：本文综述了近年来国内外利用天然植物纤维为增强体，制备环氧树脂基复合材料的研究概况。全文对增强体天然植物纤维的种类、纤维表面改性方法、基体环氧树脂体系、天然植物纤维环氧树脂基复合材料的成型工艺以及复合材料性能测试方法做了全面的综述。总结了研究中存在的问题，同时对天然植物纤维增强环氧树脂基复合材料的发展应用，提出了自己的观点。关键词：天然植物纤维：增强：表面敢性：环氧树脂：复合材料
Ｚｈｉ
Ｒｏｎｇ等啪１将剑麻在空气循环干燥烘箱中１５０＂Ｃ下热处理４ｈ，与
未处理的剑麻纤维相比，结晶度由６２．８％增加到６６．２％，拉伸强度由３９１．ＩＭＰａ增加到５３５．ＩＭＰａ，断裂伸长率由２．５％增加到３．５％。闫红芹等婚¨对竹纤维进行热处理试验，得到断裂强度、断裂伸长、模量、断裂功的保持率与热处理温度和热处理时间的关系。结果表明，在温度不超过１２０℃时温度对竹纤维力学性能的影响不大，但在高温下较长时间处理后各项力学性能显著变坏，温度和时间对竹纤维的力学性能都有衰减作用，温度的影响要大于时间的影响。因此，适当温度下的热处理能有效去除天然植物纤维的游离水，降低结合水含量，一定程度上提高了纤维的结晶度和纤维强度，能避免复合材料生产过程中因水份的存在而产生气泡等缺陷导致的复合材料性能下降。１．１．３碱处理法碱处理或丝光化处理法是天然植物纤维处理最有效的方法之一。该处理方法能使天然纤维中的部分果胶、木质素和半纤维素等低分子杂质溶解以及微纤旋转角减小，分子取向度提高。一方面，纤维表面的杂质被去除，纤维表面变得粗糙，纤维与基体之间黏合能力增强；另一方面。碱处理导致纤维微原纤化，纤维的直径降低，长径比增加，纤维的强度和模量升高，纤维的氢键断裂，同时与基体的有效接触表面增加。对于木纤维，常采用在２３℃下１７．５％ＮａＯＨ溶液浸泡４８ｈ来处理；对于黄麻纤维，用２５％ＮａＯｌｉ溶液在２０℃下处理２０ｍｉｎ，可使黄麻纤维纱线的拉伸强度提高２０％，拉伸模量提高５０％。Ｂａｃｈｔｉａｒ等ｎ８１研究了碱处理对糖棕榈纤维增强环氧树脂复合材料拉伸性能的影响。试验采用０．２５Ｍ和Ｏ．５Ｍ两种浓度的ＮａＯＨ对糖棕榈纤维分别处理ｌｈ、４ｈ和８ｈ，将经过处理的纤维与环氧树脂复合；通过扫描电镜分析发现，经过碱处理的糖棕榈纤维与基体环氧树脂间的界面连接并没有受到很大的影响，而碱处理后纤维环氧复合材料与未处理纤维环氧复合材料比拉伸强度得到了明显提高，碱处理法能提高糖棕榈纤维增强环氧树脂复合材料的拉伸性能。Ｉｓｌａｍ等Ｈ副采用５ｗｔ％ＮａＯＨ和２ｗｔ％Ｎａ２Ｓ０３水溶液１２００Ｃ下处理工业大麻１ｈ，水洗烘干后将纤维与环氧树脂复合，通过单丝拉出测试纤维与基体树脂的界面剪切强度以及对复合材料的其它机械性能测试发现，碱处理法增加了纤维与基体间的界面剪切强度，同时复合材料的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率均得到提高。Ａｒｎｏｌｄ等啪１采用０．０６ＭＮａＯＨ处理剑麻纤维，经处理的纤维分别与聚酯树脂和环氧树脂复合，结果发现经碱处理的剑麻纤维与未经处理的相比，剑麻聚酯基复合材料的拉伸强度从２２２．６ＭＰａ提升到２８６．０ＭＰａ，增加了２８．５％，而与环氧树脂复合材料的拉伸强度从３２９．８ＭＰａ提升到３３５．４ＭＰａ，只增加了１．７％。碱处理对剑麻纤维环氧复合材料的拉伸强度没有产生重要影响，处理纤维对环氧复合材料的疲劳寿命也没有显著影响。Ｎｅｗｍａｎ等ｎ埘用１ｗｔ．％ＮａＯＨ水溶液在３００ｃ下处理新西兰麻叶纤维，脱除纤维中的乙酰基。脱乙酰化作用引起纤维细胞的形态改变，减缓了水分通过复合材料的运动，对复合材料的弯曲硬度和强度没有直观的影响。有研究认为，天然乙酰化是叶纤维酸度的来源以及导致结构多糖水解和强度损失的主要因素。用稀碱溶液脱乙酰化法被认为是比较经济的预防复合材料在使用过程中降解的方法。１．２天然植物纤维的化学改性１．２．１界面偶合改性

植物纤维工艺性能及其复合材料应用研究进展

第３８卷第３期２０１３－＃－６月
高筚斗键鲜雏与应用
Ｈｉ－ＴｅｃｈＦｉｂｅｒ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
Ｖｂｌ＿３８ＮＯ．３
Ｊｕｎ．２０１３
植物纤维工艺性能及其复合材料应用研究进展
随着自然资源的目益枯竭和人类环保意识的不断增强，环境材料已成为新材料领域中一个新的研究方向，以植物纤维作为增强体的 “ 绿色复
低极性基体树脂的相容性以及提高阻燃性能，研究者们进行了大量的工作，并已取得了许多成果
ｆｕｔｕｒｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｌａｎｔｆｉｂｅｒ；ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ；ａｐｐｌｉｅｄｒｅｓｅａｒｃｈ；ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ
ＢＡＩＹｉ — ｆｅｎｇ，ＴＯＮＧＷｅｎ— ｑｉｎｇ
（ＣｈｉｎａＥｌｅｘｔｒｏｎｉｃｓＴｔｃｈｎｏｌｏｇｙＧｒｏｕｐＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎＮｏ．３８ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｈｅｆｅｉ２３００００Ｃｈｉｎａ）
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｐｌａｎｔｉｆｂｅｒａｎｄｐｌａｎｔｉｆｂｅｒ

植物纤维增强的生物质复合材料微观机理及力学性能研究

∗
刘㊀鹏, 李方义 , 李剑峰 , 郭安福 , 张传伟 , 王成钊
[] H a m d b r a h i m 等２使用枣椰纤维和亚麻纤维制 yI 备了生物降解复合材料 , 通过 S EM 观察实验发现预处
理好的淀粉基质均匀得覆盖在纤维表面 , 同时研究了 G u i m a r a e s和 F． W c h对比了香蕉纤维和蔗渣纤维 y p y 分别制备的淀粉基复合材料 , S EM 实验显示蔗渣纤维与热塑性淀粉基质的结合更好 , 其抗拉实验表明复合
] ６Ｇ８释材料力学性能的变化 . 李刚等 [ 研究了生物质缓
冲包装材料纤维与淀粉质量比㊁塑化剂㊁活性剂和发泡剂含量对材料抗压强度的影响 , 发现塑化剂含量和纤维淀粉质量比对材料抗压强度的影响最大 . 还有众多学者使用纤维和淀粉制备了新型复合材料 , 大多数均通过力学实验和 S EM 观察来推究纤维与淀粉基质的表面结合情况 , 而红外光谱法仅用来研究热塑性淀粉的化学键变化 . 到生物质复合材料的研究中来 , 结合力学性能实验和影响 , 同时对比了不同种类植物纤维复合材料的微观结构和力学性能 . 本文首次将红外光谱法从热塑性淀粉的研究迁移
化, 加入增塑剂进行塑化 , 是以植物纤维㊁淀粉为主料添加
研究了生物质复合材料中纤维与淀粉 S EM 电镜观察 , 之间化学键的变化情况 , 及其对复合材料力学性能的
粉基质的研究一直是热点和难点 . 在天然状态下 , 植物纤维和淀粉分子间具有不兼容性 . 在纤维素的无定形区中 , 链分子中的羟基只是部分的形成氢键 , 还有部分羟基仍是游离羟基 . 通过纤维的碱处理工艺 , 可使游离羟基增多 ; 同时纤维素的碱性水解使纤维素的部分配糖键断裂 , 形成新的还原性末端基 , 可大量提升游离羟基的数量晶, 要使淀粉具有热塑加工性能须使其分子结构无序 ( ) 裸露的游离羟基越多 , 进而更好的与植物纤维 T P S

PLA／植物纤维复合材料的制备与加工研究进展

ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｌｅｎｇｔｈａｎｄｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎｏｆｆｉｂｅｒ，ｔｈｅｒｍａｌｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．Ｉｔｉｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｃｈｏｏｓｅａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅ
ｍｅｔｈｏｄｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ｂｕｔｓｙｓｔｅｍａｔｉｃｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆＰＩＡ／ｐｌａｎｔｆｉｂｅｒｃｏｍ—
影响极大，加工方法通过影响纤维分散性、长度、取向、加工中的热降解等方式影响复合材料最终性能。选择适当的制备和加工方
法显得极为重要，然而，关于ＰＬＡ／植物纤维复合材料制备和加工方法的系统性介绍、分析未见报道。从热压、熔融挤出、混炼、溶液
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｂｏｕｔｐｏｌｙｌａｃｔｉｃａｃｉｄ（ＰＬＡ）／ｐｌａｎｔｆｉｂｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｍａｔｅｒｉａｌｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎ

环境友好型植物纤维复合材料开发应用

环境友好型植物纤维复合材料开发应用一、环境友好型植物纤维复合材料概述随着全球环境问题日益严峻，可持续发展理念逐渐深入人心，环境友好型材料的开发和应用成为材料科学领域的重要研究方向。

植物纤维复合材料作为一种新型的绿色材料，因其可再生、可降解、环境友好等特性，受到了广泛关注。

本文将探讨环境友好型植物纤维复合材料的开发与应用，分析其重要性、挑战以及实现途径。

1.1 植物纤维复合材料的定义与特性植物纤维复合材料是由植物纤维与各种基体材料复合而成的一类新型材料。

植物纤维主要包括纤维素、半纤维素和木质素等，这些纤维来源于自然界中的植物，如竹子、亚麻、黄麻等。

植物纤维复合材料具有以下特性：- 可再生性：植物纤维来源于可再生资源，可以通过种植和收获的方式不断获取。

- 生物降解性：植物纤维及其复合材料在自然环境中可被微生物分解，不会对环境造成长期污染。

- 轻质高强：植物纤维具有较高的强度和模量，同时密度较低，使得复合材料具有良好的轻质高强特性。

- 环境友好：植物纤维复合材料的生产和使用过程中对环境的影响较小，符合可持续发展的要求。

1.2 植物纤维复合材料的应用领域植物纤维复合材料的应用领域非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 建筑行业：作为建筑材料，如墙体、地板、屋顶等，具有保温、隔音、耐久等性能。

- 汽车行业：作为汽车零部件，如内饰、座椅、车身等，有助于减轻汽车重量，提高燃油效率。

- 包装行业：作为包装材料，如纸板、泡沫等，具有良好的缓冲性能和可回收性。

- 家具行业：作为家具材料，如桌椅、床架等，具有美观、耐用、环保等优点。

二、环境友好型植物纤维复合材料的开发环境友好型植物纤维复合材料的开发是一个系统工程，涉及材料科学、化学工程、环境科学等多个学科领域。

开发过程需要综合考虑材料的性能、成本、环境影响等因素。

2.1 植物纤维的提取与改性植物纤维的提取是复合材料开发的基础。

提取过程需要采用环保的化学方法或物理方法，以减少对环境的影响。

植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进展

植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进展张显;蔡明;孙宝忠【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2022(36)5【摘要】植物纤维是一种绿色材料,不仅来源广泛、价格低廉、比强度和比模量高,而且具有可降解性和环境友好性等优点,因此用植物纤维作为增强材料来制备复合材料,即复合材料的绿色化,已经成为复合材料科学与技术的发展方向之一。

目前,植物纤维增强复合材料已经应用于航空航天、汽车、轨道交通等众多行业中,未来也有着十分广阔的发展前景。

尽管人们对植物纤维增强复合材料的热情很高,但其与聚合物间弱的界面粘结性和自身高的吸水特性极大限制了这种复合材料的广泛使用。

在湿热的环境中,材料会发生老化并使其力学性能降低。

植物纤维具备典型的多尺度微观结构和与生俱来的亲水性质,使其增强复合材料的老化机理变得更为复杂。

近些年,研究者们对植物纤维的内部微观形态进行分析研究,总结出纤维与基体之间协同作用的老化失效模式:水分子进入植物纤维内腔与纤维素结合导致纤维发生润胀,纤维与基体界面产生微裂纹,果胶、半纤维素等水溶性物质发生降解并浸出导致纤维与基体之间发生分裂和剥离即界面脱粘,从而使材料性能下降。

为预测出植物纤维增强复合材料老化后的性能,学者们也提出了不同的老化预测模型,然而,针对有效地准确预测植物纤维增强复合材料的老化预测模型还有待进一步的研究。

本文归纳了植物纤维增强复合材料湿热老化的研究进展,包括植物纤维、树脂基体及其增强复合材料的老化机理,湿热老化对其力学性能的影响以及植物纤维增强复合材料老化预测模型的研究,最后对植物纤维增强复合材料的湿热老化研究进行总结并对其发展趋势进行了展望。

【总页数】11页(P222-232)【作者】张显;蔡明;孙宝忠【作者单位】上海工程技术大学航空运输学院;东华大学高性能纤维及制品教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TB332【相关文献】1.玻纤增强环氧树脂复合材料加速湿热\r 老化性能研究2.纤维增强树脂基复合材料湿热老化研究进展3.纤维增强树脂基复合材料芯模拟湿热老化性能4.碳纤维增强树脂基复合材料湿热老化研究进展5.纤维增强树脂基复合材料湿热老化行为的研究进展因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

植物纤维的现状及其发展应用前景

植物纤维的现状及其发展前景摘要：介绍了植物纤维的性能和植物纤维增强复合材料的影响因素、特殊机理、不足及改性方法；总结了天然植物纤维增强复合材料比较成熟的研究和具体应用, 指出天然植物纤维在经过改性以后增强各种复合材料是切实有效且可行的, 并且有着非常广泛的发展前景。

关键词：植物纤维降解复合材料发展趋势进展植物纤维（plantfibre）是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。

它的细胞细长，两端尖锐，具有较厚的次生壁，壁上常有单纹孔，成熟时一般没有活的原生质体。

植物纤维在植物体中主要起机械支持作用。

地球上现存的不可再生资源的储量是非常有限的。

随着塑料工业的快速发展, 由塑料制品造成的“白色污染”对人类的生产和生活环境带来了极大的危害。

为了解决原料短缺和环境问题, 人们逐渐把眼光转移到地球上的可再生资源上。

植物纤维材料是一种天然高分子材料, 生长和存在于大量绿色植物中,是一种取之不尽、用之不竭的资源。

植物纤维用于复合材料的潜在优势越来越引起人们的注意, 它价格低廉, 密度小, 具有较高的弹性模量, 与无机纤维相近,而它的生物降解性和可再生性是最突出的优点, 是其它任何增强材料无法比拟的; 另一方面,植物纤维与通用塑料共混制得的塑料是不完全生物降解的, 即在微生物作用下, 合成高分子仅能被分解为散乱碎片, 这种材料使用后仍会对环境带来负面影响, 因而植物纤维在全生物降解、复合材料中得到了重视并迅速发展。

国外采用植物纤维改性的复合材料, 已经在汽车内部装饰、室内外装修饰材、建筑结构部件等一些领域有广泛的应用。

但国内的研究发展相对较落后, 近年来对植物纤维复合材料的研究有了较大的进展, 特别是对生物降解材料的复合已成为研究开发的热点。

本文综述了植物纤维改性高分子材料的一些性能变化，影响植物纤维复合材料综合性能的因素以及植物纤维的发展前景。

1 .不同种类的植物纤维复合材料植物纤维与高分子材料制备的复合材料中, 采用的天然植物纤维主要有麻蕉、黄麻、大麻、亚麻、剑麻等麻类材料及木材、竹材、棉纤维、纸浆纤维等。