竹纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究
竹纤维增强复合材料组合物及竹纤维增强复合材料的制备方法与流程
竹纤维增强复合材料组合物及竹纤维增强复合材料的制备方法与流程1. 引言1.1 概述竹纤维增强复合材料是一种新型的多相材料，由竹纤维作为增强剂嵌入在基础材料中形成的复合材料。
竹纤维具有独特的特性和优势，如高抗拉强度、低重量、可再生等特点，在工程结构和其他领域具有广泛的应用前景。
本文旨在介绍竹纤维增强复合材料及其制备方法与流程，并通过实验验证和分析结果来评估该复合材料的性能。
1.2 文章结构本文总共分为五个部分。
首先，在引言部分我们对文章进行了概述，并阐明了本文的结构。
其次，第二部分将详细介绍竹纤维增强复合材料组合物，包括竹纤维特性、复合材料定义与应用以及竹纤维增强复合材料组合物的优势。
第三部分将重点论述竹纤维增强复合材料的制备方法与流程，包括原料准备与预处理、竹纤维增强剂的选择与处理以及复合材料制备工艺及流程介绍。
第四部分将对实验验证与分析结果进行详细描述，包括材料性能测试与分析结果、成品样品检测及评估结果以及对比实验与结果分析。
最后，在结论和展望部分，我们将总结本研究工作的主要发现和贡献，并讨论存在的问题和改进方向。
1.3 目的本文的目的是探究竹纤维增强复合材料的制备方法与流程，并对其性能进行实验验证与分析。
通过深入研究竹纤维增强复合材料组合物的特性、优势以及制备工艺，我们希望能够为该类新型复合材料在工程领域的应用提供理论和实践依据。
同时，我们也希望能够挖掘出竹纤维增强复合材料制备过程中存在的问题，并提出相应的改进思路和方向，为进一步提高该类复合材料的性能做出贡献。
2. 竹纤维增强复合材料组合物2.1 竹纤维的特性竹纤维是一种天然纤维，在传统建筑和手工艺中被广泛使用。
它具有轻质、高强度和韧性的特点，且耐久性优异。
竹纤维具有独特的微观结构，由纤维素和半纤维素等复合基质组成。
其生长周期相对较短，因此具备可持续发展和环境友好属性。
2.2 复合材料的定义与应用复合材料是由两种或更多种不同物质组成的材料，各组分之间通过界面相互作用形成整体性能。
竹纤维在汽车复合材料上的应用研究
竹纤维在汽车复合材料上的应用研究摘要：随着汽车工业的快速发展，对汽车材料的需求也日益增加。
竹纤维作为一种天然环保材料，具有良好的力学性能和生物降解性，在汽车复合材料领域具有广阔的应用前景。
本文通过对竹纤维在汽车复合材料上的应用进行研究，探讨了竹纤维在汽车领域的优势及其在不同部件上的应用情况。
一、竹纤维在汽车材料领域的优势竹纤维作为一种天然纤维材料，其优势主要体现在以下几个方面：1.良好的力学性能：竹纤维具有较高的强度和模量，能够满足汽车材料对强度和刚度的要求。
2.良好的生物降解性：竹纤维属于可再生材料，其生产和处理过程对环境的影响较小，符合汽车产业的可持续发展需求。
3.良好的吸音性能：竹纤维具有良好的吸音性能，能够有效降低汽车噪音对驾驶员和乘客的影响。
4.良好的耐腐蚀性：竹纤维具有耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境条件下保持材料的稳定性。
二、竹纤维在汽车复合材料上的应用情况1.竹纤维增强塑料复合材料竹纤维可以与塑料基体进行复合，形成竹纤维增强塑料复合材料。
该材料既具备塑料的加工性能，又具有竹纤维的力学性能和生物降解性。
因此，竹纤维增强塑料复合材料在汽车内饰件、外饰件以及结构件等方面得到了广泛应用。
2.竹纤维增强纤维复合材料竹纤维可以与纤维基体（如玻璃纤维、碳纤维等）进行复合，形成竹纤维增强纤维复合材料。
该材料具有较高的强度和刚度，适用于汽车结构件的制造。
此外，竹纤维增强纤维复合材料还具有良好的吸音性能，可以应用于汽车隔音板等部件的制造。
3.竹纤维增强金属复合材料竹纤维可以与金属基体（如铝合金、镁合金等）进行复合，形成竹纤维增强金属复合材料。
该材料具有较高的强度和刚度，同时具备金属的导热性和导电性能，适用于汽车结构件和散热器等部件的制造。
三、竹纤维在汽车复合材料上的应用前景竹纤维作为一种环保材料，具有广泛的应用前景。
在汽车领域，竹纤维的应用可以有效降低汽车的整体重量，提高燃油经济性，并减少对环境的污染。
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究
碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究碳纤维增强环氧树脂基复合材料的制备及力学性能研究摘要：碳纤维增强环氧树脂基复合材料具有出色的力学性能和优异的耐腐蚀性能，因此在许多领域广泛应用。
本研究使用真空浸渍工艺制备了碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行了详细研究。
结果表明，制备过程中的浸渍时间、浸渍压力和固化温度对复合材料的力学性能有显著影响。
1. 引言碳纤维增强环氧树脂基复合材料被广泛应用于航空航天、汽车制造、体育器材等领域。
其具有轻质、高强度、高模量、优异的耐腐蚀性能等特点，因此在替代传统金属材料方面具有巨大潜力。
本研究旨在通过真空浸渍工艺制备碳纤维增强环氧树脂基复合材料，并对其力学性能进行评估和分析。
2. 实验方法2.1 材料准备碳纤维和环氧树脂材料被选作本实验的主要原料。
碳纤维具有优良的力学性能和导电性能，是制备复合材料的理想选择。
环氧树脂具有良好的粘接性能和化学稳定性，可以作为基体材料。
同时，活性固化剂和助剂用于提高复合材料的性能。
2.2 制备过程（1）将环氧树脂均匀涂布在碳纤维上；（2）将涂布好的碳纤维经过真空排气处理；（3）将预处理好的碳纤维进行真空浸渍；（4）浸渍后的碳纤维进行固化过程。
2.3 力学性能测试采用传统的拉伸试验和冲击试验评估复合材料的力学性能。
拉伸试验用于评估复合材料的拉伸强度、弹性模量和断裂应变，冲击试验用于评估复合材料的冲击强度。
3. 结果与讨论3.1 浸渍时间通过改变浸渍时间，研究了浸渍时间对复合材料力学性能的影响。
结果表明，随着浸渍时间的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量呈增加趋势，但当浸渍时间过长时，力学性能开始下降。
这是由于过长的浸渍时间导致材料内部产生孔隙和缺陷。
3.2 浸渍压力通过改变浸渍压力，研究了浸渍压力对复合材料力学性能的影响。
结果显示，随着浸渍压力的增加，复合材料的强度和韧性都得到了提高。
这是由于高压可以更好地填充碳纤维与环氧树脂之间的空隙，提高界面的粘合强度。
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究
玻璃纤维增强环氧树脂复合材料的力学性能研究玻璃纤维增强环氧树脂复合材料（GF/EP）是一种具有较高强度和刚度的复合材料，具有广泛的应用领域，如航空航天、汽车、建筑等。
本文旨在研究GF/EP复合材料的力学性能，包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。
首先，我们需要介绍GF/EP复合材料的制备方法。
一般来说，GF与EP树脂通过浸渍，层叠和固化的过程制备成复合材料。
在浸渍过程中，将玻璃纤维预先浸泡在环氧树脂中，使其充分浸润纤维，然后将多层的浸渍玻璃纤维叠加在一起，形成预定形状的复合材料。
最后，通过热固化或辐射固化使复合材料固化。
接下来，我们将研究GF/EP复合材料的拉伸性能。
拉伸性能主要包括拉伸强度和拉伸模量。
拉伸强度是指材料在拉伸过程中的最大承载能力，而拉伸模量是指材料在拉伸过程中的刚度。
通过拉伸试验可以获得拉伸曲线，通过分析拉伸曲线可以计算出拉伸强度和拉伸模量。
然后，我们将研究GF/EP复合材料的弯曲性能。
弯曲性能主要包括弯曲强度和弯曲模量。
弯曲强度是指材料在弯曲过程中的最大承载能力，而弯曲模量是指材料在弯曲过程中的刚度。
通过弯曲试验可以获得弯曲曲线，通过分析弯曲曲线可以计算出弯曲强度和弯曲模量。
最后，我们将研究GF/EP复合材料的冲击性能。
冲击性能主要包括冲击强度和冲击韧性。
冲击强度是指材料在冲击过程中吸收的最大能量，而冲击韧性是指材料在冲击过程中的延展性能。
通过冲击试验可以获得冲击曲线，通过分析冲击曲线可以计算出冲击强度和冲击韧性。
通过以上研究，可以得出GF/EP复合材料的力学性能。
这些性能可以与其他材料进行比较，评估复合材料的优势。
此外，还可以通过改变制备工艺或改变纤维含量等方式来改善复合材料的力学性能。
综上所述，本文研究了GF/EP复合材料的力学性能，包括拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。
通过对这些性能的研究，可以评估复合材料的性能，并为进一步提高复合材料的性能提供参考。
纤维布增强重组竹材的力学性能与耐水性能
CMT5504 万能试验机，干燥箱，圆锯机，数显 恒温水浴锅，数显卡尺和螺旋测微器等。 1.3 试验方法
重组竹基材经低温干燥预处理，至含水率 6%～ 10%；纤维布裁成 400 mm×400 mm 的规格，在 100 ℃烘箱干燥 3 h，去除回潮的水分后备用；环氧 树脂主剂与固化剂，按照质量比 10∶3 混合，搅拌 1 min 后备用。
已有重组竹的研究，主要集中在制备工艺[1-4]、 耐候性[5-6]和应用等方面[7-9]，但重组竹材的强度与刚 度依然低于传统结构材[10]。参照目前建筑结构的补 强方法，在易受拉破坏区粘贴纤维增强布，可望使 构件的承载力提高[11]。
鉴于此，笔者以纤维布与重组竹为原料，利用 在无机纤维领域中应用较成熟、且胶合性能优良的 环氧树脂为胶黏剂，制备增强型重组竹复合材料， 探讨纤维布的增强效果，从而拓展重组竹在建筑领 域的应用。
LIU Qi-song
（Fujian Forestry Prospect and Design Institute，Fuzhou 350003，Fujian，China）
Abstract: Carbon fiber sheets (CFS) and glass fiber sheets (GFS) were hot pressed on bamboo scrimber board’s surface with epoxy resin, respectively. The reinforced bamboo scrimber board samples were tested to evaluate the influence of CFS or GFS on mechanical properties and water resistance of the boards. The results showed that both mechanical properties and water resistance were improved significantly with reinforcement of CFS and GFS. The properties of the samples reinforced at both sides were greater than those of the samples reinforced at single side, and the properties of the samples reinforced with CFS were better than those of the samples reinforced with GFS. Key words：bamboo scrimber board；carbon fiber sheet（CFS）；glass fiber sheet（GFS）；mechanical properties；water resistance
《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》
《玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究》篇一玻璃纤维-环氧树脂复合材料力学性能研究一、引言随着现代工业的快速发展，复合材料因其独特的性能和广泛的应用领域而受到越来越多的关注。
玻璃纤维/环氧树脂复合材料作为其中一种重要的类型，因其良好的力学性能、优异的耐腐蚀性和低廉的成本而广泛应用于航空、汽车、建筑等领域。
然而，为了更好地利用这种复合材料的性能，有必要对其进行更深入的研究，尤其是对其力学性能的研究。
本文将对玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能进行研究，并对其研究现状和未来发展趋势进行探讨。
二、玻璃纤维/环氧树脂复合材料概述玻璃纤维/环氧树脂复合材料是由玻璃纤维作为增强材料，环氧树脂作为基体材料，通过一定的工艺制备而成。
其特点是具有良好的力学性能、耐腐蚀性、可设计性强等特点。
在各种应用场景中，如航空航天、汽车制造、建筑等，这种复合材料都表现出优异的性能。
三、玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究（一）研究方法玻璃纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究主要通过实验方法进行。
其中包括单轴拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，以评估其拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等力学性能指标。
此外，通过扫描电子显微镜（SEM）等手段观察材料的微观结构，分析其增强机制和破坏机理。
（二）研究结果1. 拉伸性能：研究表明，玻璃纤维/环氧树脂复合材料具有较高的拉伸强度和模量，其值随纤维含量的增加而提高。
同时，纤维的分布和取向对材料的拉伸性能也有显著影响。
2. 弯曲性能：该类复合材料也表现出良好的弯曲性能，其弯曲强度和模量均高于环氧树脂基体。
此外，纤维的增强作用使得材料在弯曲过程中具有更好的韧性和抗裂性。
3. 冲击性能：在受到冲击载荷时，玻璃纤维/环氧树脂复合材料表现出较好的能量吸收能力，能够有效地分散和吸收冲击能量，降低材料的破损程度。
4. 微观结构：通过SEM观察发现，玻璃纤维与环氧树脂基体之间的界面结合紧密，纤维在基体中分布均匀，形成良好的增强效果。
竹塑增强复合材料的研究进展及加工现状
中图分类号：￥ ９ Ｔ ６ ７５ Ｓ
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ １８ ５ （０ ０ ０—０ ８０ １ ０—６ ４ ２ １ ）３０２ —４
Ｒｅ ｉｗ ｆＲｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｐｒ ｃ ｓｉ ｇ ｏ ｉ ｆ ｒ ｅ ｍｂ ｏ Ｐ ａ ｔｃＣｏ ｏ ｉ ｓ ｖ ｅ ｏ ｓ ａ ｃ ｎ ｏ ｅ ｓｎ ｆＲｅｎ ｏ ｃ ｄ Ｂａ ｏ － ｌ ｓｉ ｍｐ ｓｔ ｅ
物生 产竹 塑增强 复合 材 料 ， 发展 循 环 经济 、 善 生 对 改
着较大的界面能差， 二者界面很难充分融合。制造竹 塑增强复合材料 ， 需先将竹纤维进行酯化、 醚化和接 枝共聚等物理化学改性处理 ， 形成非极性官能团， 使 其与塑料表面的溶解度相近， 具有流动性和类似塑料
的熔 融加 工性 能 。竹 塑 增 强复 合 材 料 的复 合 改性 机
摘要 ： 从复合机理 、 制备 ＿ 艺等方 面， Ｔ － 对竹 塑增 强复合材 料的研 究进展 进行 综合评述 ， 并对其 加工现状 以及 加 工中
的技术难点问题进行分析 ， 出 塑增 强复合材料的发展趋势 ， 提 竹 为竹塑增强复合材料的研 究与开发提供参考 。
关 键 词 ： 竹 材 ；塑 料 ；竹 塑增 强复 合 材 料 ；改 性 ；复合 机 理 ；制 备 工 艺
ＸＵ ｕｍ ｉｇ Ｈ Ｕ ｎ － ｉｎ Ｘ１ Ｙｏ — ｎ ， Ｒｏ ｇ ｘａ ， ０ＮＧ ｎ ｇ ｏ Ｈａ － ｕ
（ ｎｔａ ｉａＡｇ ｉｕｔ ｒ ｌ ｎｖ ｒｉｙ， Ｗ ｕｈ ｎ ４ ０ ７ Ｃｅ ｒ ｌＣｈｎ ｒｃ ｌｕ ａ ｉｅｓｔ Ｕ ａ ３ ０ ０，Ｈｕ ｅ ， Ｃｈｎ ） ｂｉ ｉａ
理 主要有 以下 几种类 型 。 １ ）热压法 纤维 塑化机 理
纺织用竹纤维物理力学性能的研究与评价
研究方法
本次演示采用文献综述和实验研究相结合的方法，对纺织用甲壳素纤维进行研 究。首先，通过查阅国内外相关文献，梳理甲壳素纤维的制备方法、性质和应 用情况。其次，结合实验数据，对甲壳素纤维的性能进行深入研究。具体实验 包括甲壳素纤维的制备、表征、性能测试及其在纺织品中的应用等。
结果与讨论
通过文献综述和实验研究，我们发现甲壳素纤维具有许多优点。首先，甲壳素 纤维具有生物相容性和生物降解性，可在自然环境中迅速分解，减少对环境的 污染。其次，甲壳素纤维具有优良的力学性能，如高强度、高模量等，可广泛 应用于纺织品、环保等领域。此外，甲壳素纤维还具有抗菌性，可用于医疗和 卫生用品等领域。然而，甲壳素纤维的制备和应用仍存在一些问题需要进一步 解决，例如生产成本较高、加工过程中可能产生有害物质等。
1.2铝土矿和铝合金材料的介绍
国产结构用铝合金材料主要包括5系、6系和7系铝合金。这些铝合金材料具有 良好的综合性能，如强度高、耐腐蚀、加工性能优良等。其生产工艺主要包括 熔炼、浇注、挤压、热处理等环节。
1.3本构关系的研究
通过对国产结构用铝合金材料在不同温度下的本构关系进行研究，发现这些材 料的本构行为主要受温度、应力和应变等因素的影响。在一定温度范围内，这 些铝合金材料表现出理想的弹性行为，随着温度的升高，其屈服强度和极限强 度逐渐降低。此外，应力和应变对铝合金材料的本构关系也有显著影响。
结论
本次演示对国产结构用铝合金材料的本构关系及物理力学性能进行了详细研究。 研究发现，这些铝合金材料在不同温度下表现出不同的本构行为，且其物理力 学性能主要受成分、生产工艺等因素的影响。目前，关于铝合金材料的本构关 系和物理力学性能的研究虽然取得了一定进展，但仍存在一些不足之处，
如缺乏对高强度铝合金材料的研究、实验条件和测试方法的局限性等。为进一 步优化国产结构用铝合金材料的性能，建议今后从以下几个方面展开深入研究：
竹纤维完全可降解塑料复合材料的制备及性能研究
谢宝君、谭昶佳、杨菁菁、张业爱、黄妙葵
指导老师：董先明
华南农业大学理学院，广州，510642
摘要：竹纤维/完全可降解塑料复合材料是以经过机械切削加工和化学处理制备的竹纤维为增强材料，然后用完全可降解塑料树脂为基体经机械加工形成的新型复合材料。因主要成分是竹材，价格便宜，具有推广应用的价值。作为一种结合生物材料的新型工程材料，国内对其性能与使用范围的研究刚刚起步。研究竹纤维/完全可降解塑料复合材料的组成结构、制备工艺和基本物理、力学性能，可为竹纤维/塑料复合材料的应用与推广提供重要的理论依据。
1.2 竹纤维复合材料简介
随着社会的发展和生活水平的不断提高, 人们可持续发展和保健意识的不断增强, 彩棉、天丝、莫代尔、大豆蛋白纤维、甲壳素纤维等各种绿色纤维相继问世。因此，开发植物纤维作为增强材料在环境保护和资源保护方面都有重要的意义。植物纤维热塑性塑料复合材料可应用于汽车工业、室内装饰材料及日常生活等领域,如可作为汽车车门内衬板、工具箱等的材料,也可以制作地板、护墙板、门窗等型材。植物纤维复合材料加工时耗能少，对加工设备的损耗小，有利于节约能源。它最突出的优点是具有生物可降解性和可再生性,这是其他任何增强材料所无法比拟的。
2.4.1.3冲击性能测试
冲击试验：在XCJ－4型简支梁冲击试验机上进行复合材料样条无缺口冲击强度测试，参照国标GB 1043—93标准执行。
2.4.1.4邵尔硬度测试
硬度测试：在邵尔硬度计上对复合材料平板进行硬度测试，参照国标GB531—1998标准执行。
2.4.2.差热分析
实验选取空白配方，配方1，配方1（B），配方3，配方6进行差热分析。将复合材料粉碎成粉末状置于铝坩埚中，设置升温最高温度500℃，每分钟升温25℃。
竹纤维热固性树脂基复合材料力学性能的研究
４８・ ０
材 料导报 ２１ ０Fra bibliotek１年 ５月第 ２ 专辑 １ ５卷 ７
竹 纤维 热 固性树 脂 基 复合材 料 力学 性 能 的研 究
汤 栋 赵玉萍 张 娟 于 海。 ， ，
（ 大连工业大学纺织轻工学院 ， １ 大连 １６ ３ ； 大连工业大学机械工程与 自动化学院 ， １ ０４ ２ 大连 １ ６ ３ ） １０ ４ 摘 要 以竹纤维织物作 为增 强材料 ， 改变织物层数和树脂基体 ， 用手糊热压成型法制备 出复合材料 ， 利 并进行
油资 源却 日渐短 缺 ， 且 纤维 在 制 造 中要 消耗 大 量 能源 ， 而 造 价较 高 ， 时污染环境 口 。 同 ］ 中 国盛 产竹 材 ， 称为 “ 然玻 璃纤 维” 被 天 的竹纤 维 可替 代 部分 化学纤 维 作 增 强 材 料 用 于 民用 领 域 ， 可 减 少 塑 料 用 并 量 ， 省原料 资 源 ， 节 且废 弃 处 理 也 相对 容 易 ＿。竹纤 维 作 为 ２ ］ 性能优 良的构造用材料， 广泛应用于生活用品和建筑辅助材 料 等方 面口 ， ］国内外关 于竹纤 维增 强 复合 材 料 的研究 多 有报
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｍｂ ｏ Ｆｉ ｅ ａ ｒｃＣｏ ｏ ｉｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｄ ｆＢａ ｏ ｂ ｒ Ｆ ｂ ｉ ｍｐ ｓｔｓＢ ｓ ｄ ｏ Ｔｈ ｒ ｓ ｔｉ ｇ Ｒｅ ｉ ｓＰ ｏ ｅ ｔｅ ｅ ｍｏ ｅ ｔｎ ｓｎ ｒ ｐ ｒ ｉｓ
ＴＡＮＧ ｎ ＨＡＯ ｐｎ Ｄｏ ｇ ，Ｚ Ｙｕ ｉ ｇ ，ＺＨＡＮＧ ｕ ｎ ，ＹＵ ｉ Ｊ ａ Ｈａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ Ｈａ ｄ ｌ ｙ ｈ ｔ ｐ ｅ ｓｎ ｔ ｏ ｓ ｕ ｅ ｏ ｐ ｅ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓ ｗｉｈ ｂ ｍ ｂ ｏ ｆ ｂ ｉ ｓ ａ ｒ ｉｆ ｒ ｉ ｇ ｎ ａ ＿ ｏ ｒ ｓ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｄ ｗａ ｓ ｄ ｔ ｒ ｐ ｒ ｏ ｏ ｉｅ ｔ ａ ｏ ａ ｒｃ ａ ｅｎ ｏ ｃｎ
仿贝壳结构制备纤维增强的复合材料
中图分 类 号 ：Ｔ ３３ Ｂ３
文 献标 志码 ：Ａ
软体 动 物 贝壳 是 一 种 优 良的有机 一 机 界 面复 无 合材 料 ｌ ，其 微 结构 是其 具 有 优 良力 学 性 能 的重 ｌ 】 要 原 因之一 ｌ。，其形成 过 程 本 身 就是 纳 米材 料 的 ３Ｊ 。
后沿 径 向纵 向破 开 ，再 沿 弦 向切 成 ３～５ ｍ 的薄 ｍ 片 ，经 过机 械方 法将竹 片 打散 ，使 纤维 展开 ，再分
含水 率控 制 在 １ ％ 以下 ，然 后 对 其 进 行 梳 理 ，整 ０ 理成 竹纤 维丝 备用 。 ｌ ２ 树脂 基 竹纤 维和 麻纤 维复 合材 料 的制备 －
复合材 料及 其制 品 的研究 ，对充 分利用 中国丰 富 的 天然纤维资源和已有的复合材料技术优势 ，改造传 统 的农 业 、林业 和工 业 产业 ，加 强环境 保 护 ，以提
高 新材 料技 术对 国民经 济增 长 的贡献 率等 具有 重大
的现实 意 义 。本 试 验 中 ，作 者 模 仿 贝壳 的 层 状 结 构 ，以环氧 树脂 作 为基 体 ，在树 脂 中添加 了竹 纤维
将 处理过 的竹 纤维 称 重 ０ ３４ ，并 将其 按正 ．６７ｇ
交铺 层 铺 成 ３层 ，在 层 问涂 上 还 氧 树 脂 （ （ Ｗ 树
维复合 材料 的制 品可 以广泛 应用 于汽 车 、建筑 、船
舶 、家 居装 饰 和工业 品 包装 等行 业 。开展 天然 纤维
泡 ２ ，可使竹片清理干净 ，消除腐蚀细菌 ，还能 ０ｈ 改善 纤 维表 面 的浸 润性 ，增 进界 面结合 ，使其 性能 得 以改 善 。放 在 干燥 箱 （ Ｏｑ 中干燥 ５ｈ ５ Ｃ） ，使其
交叉 叠片结 构仿 生模 拟 的研 究很 少 。麻和 竹等 天然
竹材物理力学性能研究
对竹材进行压缩处理，使其密度增 大，提高其抗压和抗弯强度。
竹材的防腐处理
化学防腐
使用防腐剂对竹材进行处理，以 防止其受潮、腐烂和虫蛀。
生物防腐
利用生物制剂对竹材进行处理， 使其具有抗菌、防虫性能。
真空或压力处理
将竹材置于真空或压力环境下进 行处理，以消除内部水分和气体，
提高防腐性能。
竹材的复合化处理
本研究对于促进竹材在建筑、桥梁等工程领域的应用，推动绿色建筑和可持续发展 具有重要意义。
02
CHAPTER
竹材的基本物理特性
密度与孔隙率
密度
竹材的密度通常在0.4-0.9g/cm³之 间，其密度取决于竹种和生长环境。 密度是影响竹材物理力学性能的重要 因素之一。
孔隙率
竹材内部具有发达的孔隙结构，孔隙 率较高，一般在20%-30%之间。这种 孔隙结构对竹材的力学性能和加工性 能有一定影响。
冲击韧性
• 冲击韧性：冲击韧性是指材料在受到冲击负荷时的抵抗破裂和 延性的能力。竹材的冲击韧性较好，能够吸收较大的冲击能量， 这与其纤维结构有关。
疲劳性能
• 疲劳性能：疲劳性能是指材料在反复承受一定负荷时抵抗 疲劳破坏的能力。竹材的疲劳性能较好，能够在一定循环 次数的负荷下保持较好的完整性。
04
弯曲性能与弹性模量
弯曲性能
竹材在承受弯曲负荷时的性能表现，通常以弯曲强度和弯曲模量来衡量。弯曲强 度是指竹材在弯曲状态下所能承受的最大负荷，弯曲模量则是指竹材在受到外力 作用时抵抗变形的能力。
弹性模量
弹性模量是衡量材料抵抗弹性变形能力的重要参数，通常以兆帕（MPa）表示。竹 材的弹性模量较高，能够达到20GPa左右，表明其具有较好的抗变形能力。
竹基聚合物复合材料开发综述
Strength analysis of bamboo by microscopic investigation of bamboo fiber竹基聚合物复合材料开发综述摘要本文介绍了竹纤维复合材料的开发利用及其基本力学性能的生态用途（生态复合材料）。
汽爆技术是提取竹纤维增强热塑性塑料的一种有效方法。
实验结果表明，竹纤维（束）具有足够的比强度，等同于传统的玻璃纤维。
拉伸强度和使用蒸汽爆炸的纤维聚丙烯基复合材料的模量提高约15和30％。
1引言聚合物基复合材料，当以热硬化性树脂作为基体，它通常是难以回收的材料。
热塑性塑料由于回收的高成本在目前的条件下面临低质量的问题。
因此，在过去的几年里，公众的注意力已经关注到天然纤维，由于其是快速生长的资源。
竹子是在亚洲和南美丰富的自然资源，因为它只需几个月的时间才能成长起来。
它的高强度相对于它的重量是由纤维在其主体纵向排列而得。
因此，竹纤维通常被称为“天然玻璃纤维”。
要切实运用竹纤维的好处，有必要制定一个流程来制作竹复合材料，以及提取竹子树木定性控制的纤维。
然而，与其它天然纤维相比，竹纤维通常是脆的，因为纤维都覆盖着木质素。
因此有必要讨论竹纤维及其复合材料的实际制作过程。
2实验内容本文提出了生态用途的竹纤维的制作采用蒸汽爆破技术的好处。
首先，竹纤维具有优良的机械性能在使用聚合物基体的加固中进行使用。
分析了竹纤维复合材料制造与传统的热压方法的异同。
最后，对它们的静态强度和内部状态的加工后进行了评价。
实验的原料为由筛机筛网过滤的商业竹片获得的125- 210毫米直径的纤维束、马来酸酐聚丙烯。
2.1先进行竹纤维束拉伸试验。
在该实验中，黄麻纤维，也相同的条件下进行测试，以便与那些竹纤维的比较其机械性能。
2.2BFEC（Bamboo Fiber EcoComposites）的成型工艺为了去除水分，竹纤维束中风干1208C在干燥机3小时。
在制造BFEC的过程中，薄膜的MAPP/ PP和散落在随机的竹纤维束交替叠放。
风电叶片用竹基纤维复合材料力学性能的评价
风 电叶 片用竹 基纤 维 复合 材料 ， 中 国林科 院 木 是 材 工业 研究 所 在 开发 的 高 性 能 竹基 复 合 材 料 制造 技
术 平 台 的基 础 上 ＿ ， 用 我 国 ３ １ 利 刮 ～４年 生 慈 竹 ， 过 经
摘 要 ： 采 用热 压 法 生 产 工 艺 ， 用 四 川 地 区 ３ ４ 生 慈竹 ， 行 风 电 叶 片 用竹 基 纤 维 复 合 材 料 的 生 产 研 制 ， 析 竹 基 利 ～ 年 进 分 纤 维 复 合 材 料 密 度 与 其 拉 伸 、 缩 及 疲 劳性 能 的 关 系。 并 通 过 与 玻 璃 纤 维增 强 不饱 和 树 脂基 复合 材料 的 性 能 比较 ， 述 压 论
使 用低 能耗 天然 可再 生材 料 ， 替传 统高 能耗 不可 再 代
生 人造 复合 材料 ， 发展 前景 良好 。
竹 青竹 黄差 速 异步 点 裂 微 创 、 维 化 单 板 制 造 、 材 纤 竹 原 位 可控分 离 、 以及 树脂 单元 梯 级导 人等 多 项关 键技 术， 采用 热 压 法 制 备 而 成 的 一 种 层 压 结 构 复 合 材 料
竹基 纤维复合材料应 用于风 电叶片制造所具有的优异性 能及 经济性 ， 为竹叶片制造工艺设计提 供初步的技术参数 。
关 键 词 ： 竹 基 纤 维 复合 材 料 ；风 电 叶 片 ；拉 伸 性 能 ；压 缩性 能 ；疲 劳 性 能 中 图分 类 号 ：￥ ９ ． ；Ｔ ６ ３ ７５ ５ Ｓ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：ｌＯ 一６ ４ ２ １ ） ３０ ０ —４ Ｏ ｌ８５ （０ ２ ０ —０ ７０
竹基纤维复合材料
竹基纤维复合材料竹基纤维复合材料是一种由竹纤维和树脂等材料组成的复合材料，具有轻质、高强度、环保等特点，被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
竹基纤维复合材料的研究和应用已经成为当前材料科学领域的热点之一。
首先，竹基纤维复合材料具有优异的机械性能。
竹纤维具有较高的拉伸强度和模量，经过适当处理后可以与树脂等材料复合，形成具有优异强度和刚度的复合材料。
这种材料不仅具有较高的强度，而且密度较小，具有较好的轻质性能，可以大大减轻结构重量，提高结构的载荷能力。
其次，竹基纤维复合材料具有良好的环保性能。
竹子是一种天然的可再生资源，具有生长周期短、资源丰富等特点，可以有效减少对传统木材的采伐，有利于保护森林资源。
同时，竹基纤维复合材料在生产过程中不会产生有害气体和废水，符合现代社会对环保材料的要求。
此外，竹基纤维复合材料还具有良好的耐腐蚀性能和隔热性能。
竹纤维本身具有天然的抗菌、防腐蚀性能，经过合理的处理和复合后，可以有效提高材料的耐腐蚀性能，延长材料的使用寿命。
同时，竹基纤维复合材料的结构疏松，具有良好的隔热性能，可以有效减少热传导，提高建筑物的隔热效果。
总的来说，竹基纤维复合材料具有广阔的应用前景和发展空间。
随着人们对环保、轻质、高强材料需求的增加，竹基纤维复合材料必将成为未来材料领域的重要发展方向，其在建筑、汽车、航空航天等领域的应用前景十分广阔。
同时，竹基纤维复合材料的研究和应用也将推动竹资源的合理利用，有利于促进可持续发展和环保建设。
因此，加大对竹基纤维复合材料的研究和开发力度，将对推动材料科学领域的发展产生积极的推动作用。
综上所述，竹基纤维复合材料具有优异的机械性能、良好的环保性能和耐腐蚀性能，具有广阔的应用前景和发展空间，是一种具有重要意义的新型复合材料。
相信随着科技的不断进步和人们对环保材料需求的增加，竹基纤维复合材料必将迎来更加广阔的发展前景。
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０．０６Ｍ ＮａＯＨ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３２９．８ ＭＰａ提升到３３５．４ ＭＰａ，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１ ｗｔ．％ＮａＯＨ水溶液在３０ ０ｃ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
竹纤维增强聚合物基复合材料性能及应用
基金项目:国际竹藤中心基本科研业务费专项资助(１６３２０２１００２)ꎻ林业和草原科技成果国家级推广项目(２０２０１３３１５１)ꎮ第一作者:陈季荷ꎬ硕士研究生ꎬ主要研究竹纤维复合材料ꎮＥ－ｍａｉｌ:188****6928＠１６３ ｃｏｍꎮ通信作者:程海涛ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ主要研究竹纤维复合材料加工与应用ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｈｔｃｈｅｎｇ＠ｉｃｂｒ ａｃ ｃｎꎮ竹纤维增强聚合物基复合材料性能及应用陈季荷㊀顾少华㊀李明鹏㊀李文婷㊀程海涛∗(国际竹藤中心竹藤科学与技术重点实验室北京１００１０２)摘㊀要:植物纤维来源丰富ꎬ能耗低ꎬ被认为是最具前景的绿色可再生资源ꎮ竹纤维具有成本低㊁密度小㊁比强度高等特点ꎬ与其他材料组成的复合材料是一种资源节约型和环境友好型材料ꎮ文章概述了竹纤维的结构组成与力学性能ꎬ综述了竹纤维增强聚合物基复合材料(ＢＦＲＰ)的研究与应用现状ꎬ在此基础上提出了ＢＦＲＰ今后的研究重点ꎬ包括竹纤维化学组成㊁界面性能及生产工艺等ꎬ以期为发挥其优良特性㊁扩大其应用领域提供参考ꎮ关键词:竹纤维ꎻ聚合物ꎻ复合材料ꎻ性能ꎻ应用ＤＯＩ:１０.１２１６８/ｓｊｚｔｔｘ.２０２２.０４.００４开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):㊀ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＢａｍｂｏｏＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｏｌｙｍｅｒＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＣｈｅｎＪｉｈｅꎬＧｕＳｈａｏｈｕａꎬＬｉＭｉｎｇｐｅｎｇꎬＬｉＷｅｎｔｉｎｇꎬＣｈｅｎｇＨａｉｔａｏ∗(ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢａｍｂｏｏａｎｄＲａｔｔａｎＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｅｎｔｅｒｆｏｒＢａｍｂｏｏａｎｄＲａｔｔａｎꎬＢｅｉｊｉｎｇ１００１０２ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｐｌａｎｔｆｉｂｅｒｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｔｏｂｅｔｈｅｍｏｓｔｐｒｏｍｉｓｉｎｇｇｒｅｅｎａｎｄｒｅｎｅｗａｂｌｅｒｅｓｏｕｒｃｅｄｕｅｔｏｉｔｓｒｉｃｈｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｌｏｗｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ.Ｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｌｏｗｃｏｓｔꎬｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ.Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒａｎｄｏｔｈｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓａｒｅｓｏｕｒｃｅ￣ｓａｖｉｎｇａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ￣ｆｒｉｅｎｄｌｙｍａｔｅｒｉａｌ.Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒꎬｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ(ＢＦＲＰ)ꎬａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｆｕｔｕｒｅｆｉｅｌｄｓｏｆＢＦＲＰｒｅｓｅａｒｃｈꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎꎬｉｎｔｅｒｆａｃｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｇｉｖｉｎｇｆｕｌｌｐｌａｙｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｅｘｐａｎｄｉｎｇｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒꎬｐｏｌｙｍｅｒꎬｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌꎬｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅꎬａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ㊀㊀纤维增强聚合物基复合材料是由聚合物基体和纤维增强体结合而成ꎮ目前ꎬ玻璃纤维是聚合物中的主要增强纤维ꎬ大约９５％的纤维复合材料使用玻璃纤维作为增强材料[１]ꎮ玻璃纤维属于高能耗材料ꎬ其复合材料虽然表现出优异的机械性能ꎬ但是也由于其回收利用困难且不可降解而引起环境污染和资源浪费ꎮ在 碳达峰㊁碳中和 目标背景下ꎬ实现绿色发展ꎬ需要实现从材料提取和选用㊁产品设计㊁加工制造㊁使用过程直至回收再生的整个生命周期的绿色化和生态化ꎮ因此ꎬ人们对植物纤维替代玻璃纤维的需求日益增长ꎮ据预测ꎬ全球天然纤维复合材料市场规模将从２０１６年的４ ４６亿美元增加到２０２４年的１０ ８９亿美元[２]ꎮ竹纤维增强聚合物基复合材料(ＢＦＲＰ)因具有高比强度和比模量㊁低密度㊁可８１降解等特点ꎬ将成为具有广阔发展前景的复合材料ꎮＢＦＲＰ具备竹纤维和聚合物双重特性ꎬ是环境友好型材料和高新技术材料ꎬ在复合材料领域扮演着越来越重要的角色[３－５]ꎬ目前在交通㊁建筑㊁体育等领域得到初步应用ꎮ因此ꎬ发挥其特有功能特性ꎬ提高附加值ꎬ开拓新的应用领域ꎬ是ＢＦＲＰ研究的热点及突破点ꎮ本文将介绍竹纤维的结构与化学成分ꎬ以及竹纤维增强聚合物基复合材料的性能ꎬ重点概述ＢＦＲＰ的应用现状ꎬ以期为扩大竹纤维增强聚合物基复合材料的应用与进一步发展提供参考ꎮ１㊀竹纤维竹纤维是竹材经化学或机械加工制得的包含单个纤维细胞和多纤维细胞集合体的束状㊁丝状或絮状单元[６]ꎬ被誉为 绿色纤维 和 ２１世纪健康纤维 ꎮ竹纤维分为竹原纤维和竹浆粘胶纤维ꎮ竹原纤维具有的裂纹㊁凹槽与空隙类似毛细管ꎬ可起到瞬间吸收和蒸发水分的作用ꎬ被比喻为 会呼吸的纤维 ꎮ相对于竹原纤维ꎬ竹浆粘胶纤维伸长率更大㊁韧性和刚性更佳ꎬ具有较好的吸湿和散湿性能ꎬ手感舒适ꎬ抗菌性能良好[７－１０]ꎮ竹纤维的结构形态与化学成分决定了其复合材料的力学性能ꎮ竹纤维结构形态包括初生细胞壁和３层次生细胞壁(图１)ꎬ初生细胞壁的主要成分为果胶ꎬ次生细胞壁主要由纤维素构成ꎬ以结晶微纤丝以及无定形微纤丝为主ꎬ是纤维的主要承力结构ꎮ竹纤维化学成分中纤维素㊁半纤维素以及木质素的含量占９０％以上ꎬ另外还有果胶㊁灰分等其他物质ꎮ图１㊀竹纤维结构Ｆｉｇ １㊀Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒ与其他木质纤维相比ꎬ竹纤维的纤维素含量较低ꎬ木质素和半纤维素的含量远高于苎麻㊁亚麻等其他木质纤维ꎮ竹纤维的纤维缠绕交织性强ꎬ纤维间结合强度大ꎬ其机械强度在植物纤维中相对较大[１１－１４]ꎮ竹纤维的拉伸强度和比强度分别可达６００ＭＰａ和４５０ＭＰａꎬ均优于其他一些植物纤维如亚麻㊁黄麻(表１)[１５－１６]ꎮ同时ꎬ因其质轻高强㊁绿色环保㊁低能耗等特点ꎬ可以替代玻璃纤维和聚合物纤维[１７－１８]ꎬ是一种绿色可持续的纤维增强材料ꎬ可应用于建筑等多种领域ꎬ从而减少碳排放[１９－２３]ꎮ表１㊀竹纤维与其他类型纤维力学性能比较Ｔａｂ １㊀Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｂｅｔｗｅｅｎｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒａｎｄｏｔｈｅｒｆｉｂｅｒｓ纤维种类拉伸强度/ＭＰａ弹性模量/ＧＰａ比强度/[ＭＰａ/(ｇ/ｃｍ３)断裂伸长率/％竹纤维５４０－６３０２４~３５３２０~５８０ 黄麻３９３~８００１０~３０３０２~５９５１ ５~１ ８亚麻３４５~１０３５１０~８０２３０~６９０２ ７~３ ２苎麻２２０~９３８４４~１２８２６７~６２５２ ５~３ ８剑麻４００~７００９~３８１４１~６２３２ ０~２ ５Ｅ－玻璃纤维２０００~３５００７０~８０８００~１４００２~３２㊀竹纤维增强聚合物基复合材料竹纤维增强聚合物基复合材料(ＢＦＲＰ)是竹纤维与热固性或热塑性树脂基体通过成型工艺制备而成的一种环保型复合材料(图２)ꎮ当前国内ＢＦＲＰ基体类型主要为热塑性聚合物(聚乙烯㊁９１聚丙烯㊁聚氯乙烯等)和热固性聚合物(聚氨酯㊁环氧㊁酚醛㊁不饱和聚酯等)[２４]ꎮ竹纤维作为增强材料可以有效提高聚合物复合材料的拉伸强度和冲击强度ꎮＢＦＲＰ在密度㊁成本㊁能耗及环保性等方面明显优于玻璃纤维复合材料[２５]ꎬ但是竹纤维表面比较粗糙㊁极性较强ꎬ导致复合材料界面结合力弱ꎮ因此ꎬ研究ＢＦＲＰ的界面性能成为该领域的热点ꎬ目前研究主要集中于竹纤维形态及含量㊁改性处理等方面ꎮ图２㊀ＢＦＲＰ的制备与应用Ｆｉｇ ２㊀ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＢＦＲＰ㊀㊀竹纤维增强材料复合时采用的竹纤维形态主要是纤维态和粉态ꎮ竹纤维的粒径对竹塑复合效果影响显著ꎬ竹粉粒径决定竹纤维在基体中的分散程度ꎬ最终影响材料性能ꎬ研究发现竹粉粒径选用７５~３８０μｍ时材料性能较好[２６]ꎮ竹纤维增强复合材料的强度随着纤维含量的增加呈现先升后降的变化趋势ꎬ竹纤维的最佳体积分数约为４０％[２７]ꎮ竹纤维增强复合材料界面改性的研究主要集中于对竹纤维的改性处理ꎮＹａｎ等[２８]研究了碱处理对竹织物增强环氧树脂界面形貌和力学性能的影响ꎬ发现竹织物/环氧复合材料经过碱处理后ꎬ其拉伸强度和弯曲强度较未处理时至少提高了１８ ７％和１３ ６％ꎬ且拉伸断口表面纤维/环氧界面粘着性能明显改善ꎮＺｈａｎｇ等[２９]研究发现ꎬ由于碱处理去除了纤维表面暴露羟基的杂质ꎬ其界面相机械联锁部分和氢键数量增加㊁附着力增强ꎬ使得纤维与基体间的界面剪切强度明显改善ꎮ可见ꎬ界面改性能明显提高ＢＦＲＰ的性能ꎬ从而提高其开发与利用价值ꎮ３㊀竹纤维增强聚合物基复合材料应用３ １㊀在汽车领域的应用目前ꎬ汽车工业日益向轻量㊁节能㊁环保方向发展ꎮ汽车轻量化实质是保证汽车性能和品质不受影响甚至有所提高的前提下ꎬ尽可能减小车体质量ꎬ进而达到降低能耗㊁减少对环境影响的目的ꎮ欧盟在«２０００/５３/ＥＣ指令»中提出ꎬ自２０１５年起报废汽车的回收利用率要达到９５％ꎬ其中材料的再利用率不低于８５％ꎮ２０２１年中国出台«汽车产品生产者责任延伸试点实施方案»ꎬ要求２０２３年汽车可回收利用率达到９５％ꎮ竹纤维增强复合材料所具有的轻质高强㊁能耗低㊁耐腐蚀及良好的可设计性等优点ꎬ不仅可以在一定程度上改善和提高单一常规材料的力学性能㊁物理性能和化学性能ꎬ而且在工程结构上能解决常规材料无法解决的关键性问题ꎬ成为汽车实现轻量化的优选材料[３０－３３]ꎮ目前ꎬ在汽车中应用的基于天然纤维复合材料的零件已超过４０种ꎬ国内外也已开发出多种车用竹纤维增强复合材料ꎮ２００８年日本三菱汽车开创性通过热压成型技术将竹纤维与树脂混合制备了汽车零件ꎬ将ＢＦＲＰ引入汽车内饰材料应用领域[３４]ꎮ２０１４年日本发条公司(ＮＨＫＳｐｒｉｎｇＣｏ ꎬＬｔｄ )利用竹纤维/聚丙烯复合材料制作出了汽车后座背板ꎬ相比于木质板材质量减轻１０％ꎮ德国奔驰公司也将ＢＦＲＰ应用到汽车制造中ꎬ使汽车质量减轻了１０％左右ꎬ应用ＢＦＲＰ的产品有车门内板㊁顶棚㊁行李箱㊁座椅背板及卡车和客车的内衬板等[３５]ꎮ表２为目前不同汽车公司利用竹纤维复合材料制造的汽车内饰件ꎮ０２表２㊀ＢＦＲＰ在汽车部件中的应用Ｔａｂ ２㊀ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＢＦＲＰｉｎａｕｔｏｍｏｂｉｌｅｐａｒｔｓ制造商应用竹纤维复合材料的汽车部位噪声屏蔽底部前段保险杠梁仪表板车门其他奥迪ɿɿɿɿ宝马ɿɿɿ雪铁龙ɿɿɿ菲亚特ɿɿ福特ɿɿɿ梅赛德斯ɿɿɿɿɿ欧宝ɿ雷诺ɿ斯柯达ɿɿ沃尔沃ɿ大众ɿɿɿ㊀㊀在国内ꎬ国际竹藤中心的研究人员突破了竹纤维深度模压复合材料制造瓶颈ꎬ研发了汽车内衬用竹纤维复合材料多部件一体化制备技术ꎬ目前已在国内部分汽车公司进行试生产ꎮ与传统内衬件相比ꎬ竹纤维汽车内衬件密度由１ ０５ｇ/ｃｍ３降为０ ９２ｇ/ｃｍ３ꎬ质量减轻２ ４％ꎬ可减少９ ９２％的燃油消耗ꎻ竹纤维汽车内衬件的挥发性化合物(ＶＯＣ)和半挥发性化合物(ＳＶＯＣ)含量符合国际标准ＧＭＷ１５６３４ ２０１４的要求ꎮ浙江农林大学[３６]与多家科研机构和公司合作也开发了车用竹纤维非织造材料ꎬ其成分８０％为粗竹纤维ꎬ已经试生产的产品有门内板㊁仪表盘㊁座椅背板等ꎮ相比于传统的非织造材料ꎬ采用粗竹纤维与一定比例的聚对苯二甲酸乙二醇酯(ＰＥＴ)生产的非织造材料用作隔热/音和阻尼材料效果更好ꎬ可以广泛用于生产汽车内饰材料ꎮ３ ２㊀在其他领域的应用在航空材料领域ꎬ法国ＢＡＭＣＯ公司正开发一种用竹纤维取代玻璃纤维的新型航空复合材料ꎬ用于替换飞机机舱和驾驶舱内的标准件和叶片元件ꎬ使其质量更轻ꎬ燃料消耗更低ꎬ同时亦能满足耐热性和机械性能(强度㊁冲击和振动阻尼)的要求ꎬ该材料将有助于减少飞机对环境的影响ꎮＢＦＲＰ也可用于生产飞机的客舱家具㊁盖板和机身覆层板等ꎮ在风力发电领域ꎬＢＦＲＰ因其具有生物可降解性而引起广泛关注ꎮ英国瑞尔科技有限公司发现ꎬ竹纤维复合材料具有较好的抗疲劳性能㊁压缩比及比模量ꎬ这些均为制造风力发电机叶片的关键参数ꎮ因此ꎬ竹材可以作为风力发电机叶片的主要材料来源[３７]ꎮ浙江大庄实业集团有限公司同国内著名风电企业合作ꎬ已批量生产风电叶片用竹复合材料ꎻ河北省张北县成功安装竹复合材料叶片的风电机组ꎬ实现并网发电ꎮ当竹纤维/聚丙烯复合材料的密度为０ ２０ｇ/ｃｍ３时ꎬ其保温性能与聚苯乙烯泡沫相当ꎬ且其具有可再生㊁可降解优势ꎬ作为结构保温板(ＳＩＰｓ)芯材应用前景广阔[３８]ꎮ日本同志社大学的藤井透教授使用竹纤维开发出一种可降解的新型塑料ꎬ其中竹纤维的占比高达８０％ꎬ该产品改善了竹纤维的防潮性能ꎬ可应用于生产浴室材料[３９]ꎮ一家日本公司计划将ＢＦＲＰ作为生产无纺布的材料ꎬ通过利用竹纤维优异的抗菌性㊁吸湿性等特点ꎬ用于生产卫生纸㊁纸尿布㊁餐巾纸以及口罩(无纺布型)等产品ꎮ在国内ꎬ国际竹藤中心研究人员开发了连续竹纤维成套加工设备ꎬ攻克了连续竹纤维制备关键技术ꎬ可实现竹纤维全部(或部分)代替麻纤维㊁玻璃纤维和化学纤维等材料ꎻ同时以连续竹纤维为主ꎬ利用多维连续成型工艺可制备小径和变径管㊁管状网壳ꎬ用于生产电缆保护管㊁穿线管㊁风管等产品ꎬ可减轻产品自身质量㊁提升产品保温性能ꎬ以替代不可降解玻纤管材[４０－４２]ꎮ此外ꎬ还开发出了竹纤维复合材料建筑墙板及装饰板ꎬ目前已成功示范ꎮ在文化办公用品领域ꎬ利用可降解超低能耗的竹纤维复合材料研制了包括１２档案盒㊁文件袋等系列文具产品ꎮ湖南中南神箭实业集团有限公司利用薄竹帘与树脂混合在高压㊁高温下制成高强度竹胶托板ꎬ与传统竹编器物相比ꎬ此材质耐磨性能较好㊁光泽感强ꎬ主要用于运输行业ꎬ能够保护车厢免受货物频繁移动带来的磨损[４３]ꎮ此外ꎬ竹纤维复合材料还应用于乒乓球拍㊁球棒㊁冲浪板及滑雪板等体育器材中[４４]ꎮ李健等[４５]利用竹粉和聚酯粉末制造复杂零件的熔模铸造件发现ꎬＢＦＲＰ能够在保证精度的情况下进行选择性激光烧结ꎬ且翘曲比较小ꎬ具备较好的精度传递性ꎮ张飞帆等[４６]研究发现ꎬ由ＢＦＲＰ制备的管材性能良好ꎬ经济效益明显ꎬ在输水管道中有着广阔的应用前景ꎬ亦可以作为许多土建工程的主㊁次承力构件ꎮ栗洪彬[４７]研究了ＢＦＲＰ在公路防撞护栏中的应用ꎬ发现竹纤维/环氧乙烯基复合材料为单向铺层结构且当竹片铺层为１５层时ꎬ其性能优异ꎬ在主要性能上满足了公路防撞护栏对其原料Ｑ－２３５Ｂ钢的标准要求ꎬ适宜在防撞护栏中应用ꎮ陈复明等[４８]开发了竹束单板㊁复合板制造及集装箱房屋组装技术ꎬ该技术以竹束单板层积材㊁竹席胶合板㊁竹篾层积材等为框架和覆板ꎬ通过合理设计将其加工成标准构件ꎬ再通过金属连接件的合理连接形成可组装的板式房屋ꎬ可用作非永久性的景区房㊁野外施工住房㊁军队营房等ꎮ４㊀结束语ＢＦＲＰ作为新型复合材料ꎬ在全球倡导绿色可持续发展的背景下ꎬ其应用优势日益凸显ꎮ然而ꎬＢＦＲＰ在扩大应用的同时ꎬ也存在着原材料供应链有待拓展㊁纤维与树脂匹配性能差㊁应用领域局限等问题ꎮ加大对ＢＦＲＰ基础研究的力度ꎬ提高其利用率ꎬ扩大应用领域ꎬ将是未来竹纤维复合材料发展的趋势ꎮ今后应加强以下方面的研究ꎮ１)研究竹纤维化学组成与力学性能之间的关系ꎮ进一步研究竹纤维的化学组成ꎬ以确定纤维素在竹纤维细胞中的存在状态以及不同纤维素的比例ꎬ更精确地建立竹纤维的化学组成与力学性能之间的关系ꎮ２)提高ＢＦＲＰ的界面性能ꎮ深入研究纤维形态和含量㊁界面改性剂等对复合材料界面性能的影响ꎬ进而解决竹纤维与聚合物共混复合过程中存在的一些问题ꎬ改善ＢＦＲＰ的界面性能ꎬ提高复合材料的承载能力ꎮ３)完善ＢＦＲＰ的生产工艺ꎮ通过引入先进的设备和成熟的生产工艺ꎬ使ＢＦＲＰ形成规模化㊁产业化㊁配套化㊁一体化的生产流程ꎬ推动ＢＦＲＰ多领域㊁大规模的应用ꎮ参考文献[１]㊀ＴＨＯＭＡＳＯＮＪꎬＪＥＮＫＩＮＳＰꎬＬＩＵＹ.Ｇｌａｓｓｆｉｂｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈ:ａｒｅｖｉｅｗｗｉｔｈｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｒｅｃｙｃｌｉｎｇ[Ｊ].Ｆｉｂｅｒｓꎬ２０１６ꎬ４(２):１８.ＤＯＩ:１０.３３９０/ｆｉｂ４０２００１８.[２]刘克健ꎬ李武ꎬ仝建峰.植物纤维在绿色复合材料中的应用及发展[Ｎ].中国航空报ꎬ２０１６－０５－１９(Ｓ０１).[３]ＰＩＣＫＥＲＩＮＧＫＬꎬＥＦＥＮＤＹＭＧꎬＬＥＡＣＴＭꎬｅｔａｌ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｆｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｉｎｎａｔｕｒａｌｆｉｂｒｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ[Ｊ].ＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰａｒｔＡ:ＡｐｐｌｉｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇꎬ２０１６ꎬ８３:９８－１１２.[４]ＲＡＪＫＵＭＡＲＳꎬＴＪＯＮＧＪꎬＮＡＹＡＫＳＫꎬｅｔａｌ.Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｂａｓｅｄｅｐｏｘｙｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｗｉｔｈｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｓｉｓａｌｆｉｂｅｒｍａｔｔｈｒｏｕｇｈｖａｃｕｕｍｉｎｆｕｓｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１７ꎬ３８(１０):２１９２－２２００.[５]张雪姣ꎬ马晓年.植物纤维增强生物塑料的研究进展[Ｊ].林产工业ꎬ２０１８ꎬ４５(２):３－７.[６]国家林业和草原局.竹纤维:ＧＢ/Ｔ４１５５３－２０２２[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ２０２２.[７]王春红ꎬ陈祯ꎬ李园平ꎬ等.竹原纤维的分级提取及其性能[Ｊ].纺织学报ꎬ２０１７ꎬ３８(１１):９－１５.[８]ＦＯＲＴＥＡ￣ＶＥＲＤＥＪＯＭꎬＢＵＭＢＡＲＩＳＥꎬＢＵＲＧＳＴＡＬＬＥＲＣꎬｅｔａｌ.Ｐｌａｎｔｆｉｂｒｅ￣ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒｓ:ｗｈｅｒｅｄｏｗｅｓｔａｎｄｉｎｔｅｒｍｓｏｆｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ?[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｖｉｅｗｓꎬ２０１７ꎬ６２:４４１－４６４.[９]王戈ꎬ陈复明ꎬ程海涛ꎬ等.中国竹产业的特色优势与创新发展[Ｊ].世界竹藤通讯ꎬ２０２０ꎬ１８(６):６－１３ꎬ２９.[１０]陈礼辉ꎬ曹石林ꎬ黄六莲ꎬ等.竹纤维素的制备及其功能化材料研究进展[Ｊ].林业工程学报ꎬ２０２１ꎬ６(４):１－１３.[１１]ＭＵＫＨＴＡＲＩꎬＬＥＭＡＮＺꎬＩＳＨＡＫＭＲꎬｅｔａｌ.Ｓｕｇａｒｐａｌｍｆｉｂｅｒａｎｄｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ａｒｅｖｉｅｗｏｆｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ[Ｊ].ＢｉｏＲｅｓｏｕｒｃｅｓꎬ２０１６ꎬ１１(４):１０７５６－１０７８２.[１２]胡建鹏ꎬ邢东ꎬ张燕.麻纤维增强聚乳酸可生物降解复合材料的研究进展[Ｊ].塑料ꎬ２０２０ꎬ４９(５):１０８－１１１.[１３]ＺＡＫＲＩＹＡＭꎬＲＡＭＡＫＲＩＳＨＮＡＮＧꎬＧＯＢＩＮꎬｅｔａｌ.Ｊｕｔｅ￣ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｎｏｎ￣ｗｏｖｅｎｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｓａｔｈｅｒｍａｌｉｎｓｕｌａｔｏｒａｎｄ２２ｓｏｕｎｄａｂｓｏｒｂｅｒ:Ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓａｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１７ꎬ３６(３):２０６－２１３.[１４]ＧＡＯＸꎬＺＨＵＤＪꎬＦＡＮＳＴꎬｅｔａｌ.Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒｂｕｎｄｌｅａｎｄｆｉｂｅｒ/ｂｕｎｄｌｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎻ２０２２ꎬ１９:１１６２－１１９０.[１５]ＦＡＲＵＫＯꎬＢＬＥＤＺＫＩＡＫꎬＦＩＮＫＨＰꎬｅｔａｌ.Ｐｒｏｇｒｅｓｓｒｅｐｏｒｔｏｎｎａｔｕｒａｌｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ:ＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０１４ꎬ２９９(１):９－２６.[１６]ＩＳＨＡＫＭＲꎬＳＡＰＵＡＮＳＭꎬＬＥＭＡＮＺꎬｅｔａｌ.Ｓｕｇａｒｐａｌｍ(Ａｒｅｎｇａｐｉｎｎａｔａ):ｉｔｓｆｉｂｒｅｓꎬｐｏｌｙｍｅｒｓａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＣａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅＰｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０１６ꎬ８３:９８－１１２.[１７]ＧＩＲＩＪＡＰＰＡＹＧＴꎬＲＡＮＧＡＰＰＡＳＭꎬＰＡＲＡＭＥＳＷＡＲＡＮＰＩＬＬＡＩＪꎬｅｔａｌ.Ｎａｔｕｒａｌｆｉｂｅｒｓａｓｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｎｄｒｅｎｅｗａｂｌｅｒｅｓｏｕｒｃｅｆｏｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｃｏ￣ｆｒｉｅｎｄｌｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＦｒｏｎｔｉｅｒｓｉｎＭａｔｅｒｉａｌｓꎬ２０１９ꎬ６:２２９６－８０１６.[１８]李晖ꎬ朱一辛ꎬ杨志斌ꎬ等.我国竹材微观构造及竹纤维应用研究综述[Ｊ].林业工程学报ꎬ２０１３ꎬ２７(３):１－４.[１９]ＢＩＡＮＦꎬＺＨＯＮＧＺꎬＺＨＡＮＧＸꎬｅｔａｌ.Ｂａｍｂｏｏ:ａｎｕｎｔａｐｐｅｄｐｌａｎｔｒｅｓｏｕｒｃｅｆｏｒｔｈｅｐｈｙｔｏｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄｓｏｉｌｓ[Ｊ].Ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅꎬ２０１９ꎬ２４６:１２５７５０.ＤＯＩ:１０.１０１６/ｊ.ｃｈｅｍｏｓｐｈｅｒｅ.２０１９.１２５７５０.[２０]ＫＨＡＬＩＬＨꎬＢＨＡＴＩꎬＪＡＷＡＩＤＭꎬｅｔａｌ.Ｂａｍｂｏｏｆｉｂｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｂｉｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].Ｍａｔｅｒｉａｌｓ＆Ｄｅｓｉｇｎꎬ２０１２ꎬ４２:３５３－６８.[２１]ＲＡＨＭＡＮＭＺ.Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｄａｍｐｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｆｌａｘｆｉｂｒｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ:ａｒｅｖｉｅｗ[Ｊ].ＣｏｍｐｏｓＰａｒｔＣ:ＯｐｅｎＡｃｃｅｓｓꎬ２０２０ꎬ１４(３):６８－７２.[２２]ＲＡＭＡＧＥＭＨꎬＢＵＲＲＩＤＧＥＨꎬＢＵＳＳＥ￣ＷＩＣＨＥＲＭꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｗｏｏｄｆｒｏｍｔｈｅｔｒｅｅｓ:ｔｈｅｕｓｅｏｆｔｉｍｂｅｒｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ[Ｊ].ＲｅｎｅｗａｂｌｅａｎｄＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＲｅｖｉｅｗｓꎬ２０１７ꎬ６８:３３３－３５９.[２３]ＨＯＮＧＣꎬＬＩＨꎬＸＩＯＮＧＺꎬｅｔａｌ.Ｒｅｖｉｅｗｏｆｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｆｏｒｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄｂａｍｂｏｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢｕｉｌｄｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬ２０２０ꎬ３０:１０１３２４.ＤＯＩ:１０.１０１６/ｊ.ｊｏｂｅ.２０２０.１０１３２４.[２４]ＫＡＲＩＭＭＲＡꎬＴＡＨＩＲＤꎬＨＡＱＥＵ.Ｎａｔｕｒａｌｆｉｂｒｅｓａｓｐｒｏｍｉｓｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ￣ｆｒｉｅｎｄｌｙｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｓｆｏｒｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＰｏｌｙｍｅｒｓａｎｄＰｏｌｙｍｅｒＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０２１ꎬ２９(４):２７７－３００.[２５]王戈ꎬ顾少华ꎬ张文福ꎬ等.植物纤维增强环氧树脂复合材料界面改性研究进展[Ｊ].中南林业科技大学学报ꎬ２０２０ꎬ４０(７):１４４－１５２.[２６]葛正浩ꎬ元庆凯ꎬ田普建ꎬ等.竹粉目数对竹塑复合材料性能的影响[Ｊ].塑料科技ꎬ２０１１ꎬ３９(３):３９－４２.[２７]ＷＡＮＧＨꎬＳＨＥＮＧＫＣꎬＣＨＥＮＪꎬｅｔａｌ.ＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｄｉｕｍｓｉｌｉｃａｔｅｔｒｅａｔｅｄｍｏｓｏｂａｍｂｏｏｐａｒｔｉｃｌｅｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰＶＣｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].ＳｃｉｅｎｃｅＣｈｉｎａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬ２０１０ꎬ５３(１１):２９３２－２９３５.[２８]ＹＡＮＬꎬＣＨＯＵＷＮꎬＹＵＡＮＸ.Ｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｔｕｒａｌｆｉｂｒｅｆａｂｒｉｃｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｂｙａｌｋａｌｉｔｒｅａｔｍｅｎｔ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓａｎｄＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓꎬ２０１２ꎬ３１(６):４２５－４３７.[２９]ＺＨＡＮＧＫꎬＷＡＮＧＦＸꎬＬＩＡＮＧＷＹꎬｅｔａｌ.Ｔｈｅｒｍａｌａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｍｂｏｏｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ[Ｊ].Ｐｏｌｙｍｅｒｓꎬ２０１８ꎬ１０(６):６０８－６２６.[３０]陈一哲ꎬ赵越ꎬ王辉.汽车领域纤维复合材料构件轻量化设计与工艺研究进展[Ｊ].材料工程ꎬ２０２０ꎬ４８(１２):３６－４３.[３１]常燕ꎬ王兆增ꎬ安运成ꎬ等.车用天然纤维复合材料的研究进展及其应用[Ｊ].山东化工ꎬ２０１５ꎬ４４(１７):４８－５１.[３２]顾増宾.树脂复合材料在汽车内饰中的应用[Ｊ].科技创新与应用ꎬ２０１３(３１):３４－３４.[３３]王翠翠ꎬ李明鹏ꎬ王戈ꎬ等.植物纤维/热塑性聚合物预浸料在汽车轻量化领域的应用进展[Ｊ].林业科学ꎬ２０２１ꎬ５７(９):１６８－１８０.[３４]ＭＯＨＡＭＭＥＤＬꎬＡＮＳＡＲＩＭＮＭꎬＰＵＡＧ.Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｎａｔｕｒａｌｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ[Ｊ].ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅꎬ２０１５ꎬ２４３９４７:１－１５.[３５]ＡＬ￣ＯＱＬＡＦＭꎬＳＡＰＵＡＮＳＭ.Ｎａｔｕｒａｌｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｎｉｎｄｕｓｔｒｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ:ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｄａｔｅｐａｌｍｆｉｂｅｒｓｆｏｒｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅａｕｔｏｍｏｔｉｖｅｉｎｄｕｓｔｒｙ[Ｊ].ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎꎬ２０１４ꎬ６６:３４７－３５４.[３６]马伟.热塑性天然竹纤维复合材料的制备及其性能研究[Ｄ].浙江临安:浙江农林大学ꎬ２０１２.[３７]ＫＡＬＡＧＩＧＲꎬＰＡＴＩＬＲꎬＮＡＹＡＫＮ.Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎａｔｕｒａｌｆｉｂｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｓｆｏｒｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅｂｌａｄｅｓ[Ｊ].Ｍａｔｅｒｉａｌｓｔｏｄａｙ:ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳꎬ２０１８ꎬ５(１):２５８８－２５９６.[３８]唐启恒ꎬ王云飞ꎬ郭文静.竹原纤维/聚丙烯复合材料密度对其保温和力学性能的影响[Ｊ].木材工业ꎬ２０１８ꎬ３２(２):４５－４８.[３９]周姝珏.竹原纤维增强复合材料界面调控及其对热机械性能的影响[Ｄ].重庆:西南大学ꎬ２０１９.[４０]程海涛ꎬ张文福ꎬ顾少华ꎬ等.一种缠绕成型复合保温风管的制备方法:２０２０１０２４８４０９.０[Ｐ].２０２１－１１－１６.[４１]程海涛ꎬ张文福ꎬ顾少华ꎬ等.一种多壁层耐候性植物纤维增强风管的制备方法:２０２０１０２４８５５１.５[Ｐ].２０２０－１１－１６.[４２]王戈ꎬ陈复明ꎬ费本华ꎬ等.竹缠绕复合管创新技术在 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竹材纤维增强复合材料的应用
竹材纤维增强复合材料的应用第一章竹材纤维增强复合材料的概述竹材纤维增强复合材料是一种以天然竹材纤维为增强材料，以热固性树脂或者热塑性树脂为基体材料的复合材料，具有轻质、高强、高模、抗冲击性好等特点，近年来受到越来越多的关注。
随着环保意识的不断提高，竹材作为一种天然可再生资源，得到了更多的重视和利用。
竹材纤维增强复合材料不仅能够充分利用竹材的优良特性，还可以解决传统材料中存在的诸多问题，具有广泛的应用前景。
第二章竹材纤维增强复合材料的制备竹材纤维增强复合材料制备主要分为以下几个步骤：1. 竹材采集和处理：选用具有良好力学性能的毛竹、黄竹等竹类作为材料，采集后进行加工处理，去除杂质和竹环等不必要的部分。
2. 竹材纤维制备：将竹材经过劈片、切片等加工方式，制备成为符合要求的竹材纤维。
3. 树脂基材料的选择：根据需要选择适合的树脂基材料，如环氧树脂、酚醛树脂、聚丙烯等。
4. 材料混合和成型：将竹材纤维和树脂基材料按照一定比例混合均匀，通过挤出、层压、压塑等方法成型。
第三章竹材纤维增强复合材料具有多种优良特性，广泛应用于诸多领域。
1. 建筑领域：竹材纤维增强复合材料可以替代钢筋、木材等材料，用于建筑物、桥梁等的加固和维修。
2. 汽车领域：竹材纤维增强材料可以用于汽车的车身结构和内饰件，具有重量轻、易加工、强度高等优点。
3. 电子领域：竹材纤维增强材料可以用于电子产品的外壳等部件，具有耐热、阻燃等特性。
4. 生活用品领域：竹材纤维增强材料可以用于制作餐具、家具、日用品等产品，具有环保、美观、实用等优点。
第四章竹材纤维增强复合材料的发展前景随着环保意识和可再生资源的重视，竹材作为一种天然资源和环保原材料，得到了广泛的关注和利用。
竹材纤维增强复合材料具有轻质、高强、高模、抗冲击性好等优点，可以替代传统的材料，并且可以有多种方式应用于不同领域。
未来，随着科技的不断进步和应用技术的不断发展，竹材纤维增强复合材料的应用前景不断扩大，将会成为一种重要的材料。
竹丝_环氧复合材料力学性能
学术论文ＲＥＳＥＡＲＣＨ竹丝／环氧复合材料力学性能＊ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｙｏｆＢａｍｂｏｏ／ＥｐｏｘｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ国际竹藤网络中心孙正军程强江泽慧［摘要］测试了竹丝／环氧复合材料的静载力学性能。
试验结果表明，竹丝／环氧比模量高、比强度高、密度低，具有良好的应用前景。
关键词：竹丝／环氧复合材料力学性能［ＡＢＳＴＲＡＣＴ］Ｓｔａｔｉｃｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｂａｍｂｏｏ／ｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｒｅｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂａｍｂｏｏ／ｅｐｏｘｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｈａｖｅｔｈｅａｄｖａｎ－ｔａｇｅｓｏｆｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｓｗｅｌｌａｓｌｏｗｄｅｎｓｉｔｙ，ｓｏｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｈａｖｅｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂａｍｂｏｏ／ｅｐｏｘｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＭｅ－ｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｙ风轮叶片工作时处于旋转运动状态，随着时间和风向的变化，叶片的承载材料有时承受拉伸应力，有时承受压缩应力［１］。
纤维增强材料的特点是纵向拉伸强度高于压缩强度，通常，压缩强度达到要求时，拉伸强度也能满足要求。
所以，在对纵向拉伸和压缩要求相同的条件下，压缩强度成为关键指标。
叶片属于长度远高于宽度和厚度的细长形产品，材料的纵向模量决定了叶片的刚度，也是评价叶片产品质量高低的关键指标之一。
单向材料的横向强度和模量、纵横剪切强度和模量、层间剪切强度、泊松比是复合材料的重要设计指标［２］，本文全面评价了竹丝／环氧复合材料的力学性能。
１试验部分１．１主要原材料分级竹丝：宽１．２ｍｍ，厚１．０ｍｍ；拉伸强度３５０ＭＰａ，模量２２．６ＧＰａ，密度８９０ｋｇ／ｍ３。
环氧树脂：牌号Ｘ０１１。
酚醛树脂：牌号２１２４。
溶剂：丙酮（工业）。
１．２工艺浸胶工艺：树脂溶液浸渍３０ｍｉｎ，沥胶，固含量９％。
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维增强环氧复合材料 ，拉伸 和冲击强度得到明显改善 ；当竹纤维含量 为 ２％时，Ｂ ／ Ｐ复合材料的力学性能最佳， ０ ＦＥ 拉伸和冲
击 强 度 分 别达 到 ３ ． ＭＰ 、８３ＭＰ 。 ７６ ４ ａ ． ０ ａ
关键词 ：竹纤维
环氧树脂
复合材料
力学性能
中图分类号 ：Ｔ ２ Ｂ３ ２
文献标识码 ：Ａ
由玻璃纤维 、芳纶和碳纤维等 ， 这些增强纤维材料
性能 良好且 均匀 ，但 它们 一般 都存在 着加工 困难 、
耗能大、造价高、易造成环境污染等问题 。而天然 植物纤 维如竹 纤维 等 来源广 泛 、性 能适 中 ，它们在
复合 材 料 中 的应 用 正 越 来 越 引 起 国 内外 材 料 界 的
梁春群 ，莫 攸
（ 广西师范学 院化学与生命科学学院院 ，广西 南宁 ５ ０ ０ ） ３０ １
摘
要 ：采用硅烷偶联剂对竹纤维进行表面改姓 ，通过热压成 型工艺制备 了竹纤维增强环 氧树 脂 （ Ｐ）复合材料 。研 Ｅ
究 了竹纤维 （ Ｆ）的长度 、竹纤维含量和 Ｃ Ｃ ３ Ｂ ａ Ｏ 含量对竹纤维／环氧 （ ＦＥ 复合材料力学性能的影 响。结果表明 ，竹纤 Ｂ ／Ｐ）
第３ ９卷
第 ８期
化
工
技
术
与
开
发
Ｖ０ － ９ Ｎｏ ８ ｌ３ ． Ａｕ ２ ０ ｇ．０１
２１ ０ ０年 ８月
Ｔｅ ｈ ｌ ｇ ｃ ｎｏ ｏ ｙ＆ Ｄｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｏ ｍ ｉａ ｎｄ ｓｒ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆＣｈｅ ｃ ｌ Ｉ ｕ ｔｙ
竹纤 维增强环氧树脂复合材料 的力学性能研究
再生能力强， 成材期短， 生长迅速， 栽种成活后４ ～５ 年即可成林砍伐。竹材料纤维由于其强度高、原料 丰富 、 天然抗 菌性 好 、 吸湿 放 湿和质感 柔软 等特 点 ， 目前主要用于建筑 、造纸和纺织ｒ ９ 卜】 等行业， 因其有 很好的强度特性， 也用于制作高性能的复合材料【】 ｍ。
本 文对竹 纤维 进行 改性 ，并将 改性竹纤 维作 为增 强
采用 热压成 型制作竹纤维增强环 氧树脂复合 材料板 。室温下将竹纤维、环氧树脂、聚酰胺 、邻 苯二甲酸二丁脂 、咪唑 、无水 乙醇混合均匀 ， 将混 合物放人模具中，在平板硫化机上预热１ｍ ｎ ｉ然后 ５ ， 加压， ８＂ 在 ０Ｃ下保 压 固化 ３ ，再在 １０２ ｈ ０ ＂下保 压 固化 （ ２ ， 取 出放 人烘 箱 抽真 空 至００ＭＰ， Ｉ０Ｃ下 ｈ开模 ．７ ａ Ｏ ￣ 在 烘２ｈ ０， 制成复合材料。放置７ 后测试相关的力学性 ｄ 能 。拉伸性能按照Ｇ ／ ００ Ｂ１ １４ 测试 ；冲击性能按照 ｒ
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１ Ｕ
日
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纤维含量／ｔ －＇ ‘
维含量在基体树脂 中的分散程度有关 。当纤维含量 超过临界值时，Ｂ Ｆ用量继续增加造成了纤维在树
图２ 竹纤维含量对复合材料 冲击性能的影响
收 稿 日期 ：２ １．５ １ ０ ００．７
化
工
技
术
与
开
发
第３ ９卷
料 的拉伸 、 冲击 强度分别 增加 了 ｌ２ １％和 ５． ； ４７ 竹 ％ 纤 维含量 继续增 加 ，拉伸 性能 随之下 降 。这是 因为
竹纤维增强复合材料实 现强化 的最主要因素是基 体将承受 的载荷传递 给增强纤维 ，当含量较低 时， 复合材料的强度主要取决 于基体材料 即树脂 的强
文章编号 ：１７ －９ ５２ １）８０２ －４ ６ １９ ０ （０ ００・０ ３０
目前 纤 维增 强 复 合 材 料 中的增 强 纤 维 主要 是
ｌ ・～焦磷 酸钠浓 度 为０５ ・ Ｌ， ｇ ．ｇＬ 的溶液 里煮 沸２ ， ｈ 脱 去纤 维表 面 的胶 质 ，再 用 酸洗 和水洗 ，最后 处理成 细丝状 ，在７ ＂ ０Ｃ下烘 干５ ，取 出备 用Ｉ 。 ｈ ｌ “ 往 ９％ 的 乙 醇 水 溶 液 中 加 入 浓 度 为 Ｏ６ 的 ５ ． ％
材料，制备 了竹纤维增强环氧树脂复合材料 ， 并研 究 了材料 的力学 性 能 。
１ 实验 部 分
１１ 主 要原 料与 仪器 ．
Ｇ 汀 １４测试。 ８３
原料 ：环氧树脂 Ｅ４ ．４和低分子量聚酰胺树脂 ６０ 工 业 品 ） 氢 氧 化 钠 （Ｒ 、 硅 烷 偶 联 剂 ５（ 、 Ａ ） （ －５） ｒ ５０（ ￣ Ｉ业 品） 、高锰 酸钾 （ ） 醋酸 （ ） ＡＲ 、冰 ＡＲ 。
度 ， 基材 中所 起 的增 强作 用不 足 以抵 消在基材 中 在 形 成 的应 力缺 陷所起 的破 坏作 用，随着含 量 的增 加 ，
复合材料所受应力均匀分布， 强度才得以提高， 当 含量达到临界纤维体积分数时出现最大值 ， 这与材
料 加 工 时原 材 料 含 量对 体 系 工 艺 条 件 的影 响和 纤
仪 器 ：ＸＷＷ－０型万 能试 验机 、Ｘ ．２型 哑 ２ ＹＺ １ 铃型制样 机 、ＸＱ ． 型 缺 口制样机 、 Ｕ ５ Ｚ１ ＸＪ Ｄ一５电子 悬 臂梁 冲击试 验机 。 １ 竹纤维 的提 取及 表 面改性 ． ２
２ 实验 结果 与讨论
２１ 竹 纤 维含量 对 复合材料 力 学性 能的 影响 ．
从 图 ｌ 图 ２可 知 ，竹纤 维 增强环 氧树 脂复合 和
材料的力 学性能均 比未添加竹纤维 的环氧树脂 复
合材料的拉伸强度高 。Ｂ ／Ｐ复合材料的拉伸、冲 ＦＥ 击强度 随着纤维含量 的增加 ，当纤维含量增加 到
２％时 ，拉伸 、冲击强度达到最大值 ，比纯 Ｅ ０ Ｐ材
将 竹 片在 碱 浓度 为 ３ ｇ ～，Ｎａ Ｏ 浓 度 为 ０・ Ｌ ２ ４ Ｓ
Ｋ －５型硅烷偶联剂， Ｈ ５０ 比例为６： ， ４ 充分混合 １，用 ｈ 醋酸调节ｐ 为４ Ｈ ，把上面处理好的竹纤维放人上述
溶 液 中浸 泡 １ ｈ取 出竹 纤 维 并 在 ７ ＂ 温烘 箱 中 ．， ５ ０Ｃ恒
干燥 。 １ 复合材 料的 制备和 性 能测试 － ３
重视【 我国竹类资源丰富， 】 一。 竹材产量高， 而竹子的