1前言
聚乳酸纖維,簡(jiǎn)稱PLA纖維,是一種新型的可完全生物降解的合成纖維。它是從糧食(玉米、甜菜、土豆、山芋等)以及有機(jī)廢棄物(玉米芯或其他農(nóng)作物的根、莖、葉、皮等)中提取的乳酸為基本原料
經(jīng)聚合而制得的高分子聚合物。聚乳酸纖維不僅原料資源豐富,而且其制品用完后可在微生物作用下分解為二氧化碳和水,并且燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生毒氣,是一種被稱為可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維[1]。PLA纖維的
制備通常有兩種方法:一種是“二步法”,即以乳酸的二環(huán)狀聚體為原料,在催化劑(常用的是辛酸亞錫)存在下開環(huán)聚合,生成聚乳酸;另一種是以乳酸或乳酸的衍生物為原料在高真空高溫下直接縮聚[2,3]。
竹原纖維是竹纖維的一種,又稱天然竹纖維、原生竹纖維,有的學(xué)者專家把天然竹纖維歸為麻類,稱其為竹麻纖維,但是較多的稱之為竹纖維。而竹漿纖維是竹纖維中的又一種類,又稱再生纖維、竹粘纖維或者竹漿粘膠纖維、竹素纖維,但是較多的也稱為竹纖維。要區(qū)分兩者主要看兩者的生產(chǎn)方法。竹原纖維的生產(chǎn)是通過機(jī)械、物理方法和生物技術(shù)去除天然竹材中含有的木質(zhì)素、多戊糖、竹粉、果膠等不利于成紗的雜質(zhì),直接分離來得到竹原纖維。而竹漿纖維從其名字上就可猜測(cè)到是一種化學(xué)纖維的生產(chǎn)方法,它是利用催化、提純和水解堿法及多段漂白等化學(xué)物理技術(shù)將速生竹材制成竹漿粕,再經(jīng)粘膠
紡絲工藝加工成纖維[4]。竹原纖維也是纖維素纖維,所以像棉、麻、絲一樣可以在自然條件下100%降解,而且降解的過程不會(huì)散發(fā)出對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì),只是產(chǎn)生二氧化碳等大自然植物的光合作用的原料,是理想的紡織用環(huán)保材料。最初的復(fù)合材料大多采用無機(jī)纖維做增強(qiáng)材料,熱固性樹脂(如酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯、聚酰亞胺等)做基體,經(jīng)過復(fù)合工
藝制成復(fù)合材料產(chǎn)品或半成品。熱固性樹脂的優(yōu)點(diǎn)是耐熱性高,受壓不易變形。其缺點(diǎn)是機(jī)械性能較差,性脆,一經(jīng)固化,再加壓加熱也不可能再度軟化或流動(dòng),溫度過高,則分解或碳化。在塑料工業(yè)發(fā)展
初期,熱固性樹脂所占比例很大,一般在50%以上。到80年代,熱固性樹脂在世界合成樹脂總產(chǎn)量中僅占10%~20%[5]。正是由于熱固性樹脂的脆性和機(jī)械性能差的原因,后來才出現(xiàn)對(duì)熱固性的改進(jìn)和熱塑性的研究。熱塑性樹脂的優(yōu)點(diǎn)是加工成型簡(jiǎn)便,具有較高的機(jī)械能,缺點(diǎn)是耐熱性和剛性較差。而一般復(fù)合材料不在特殊場(chǎng)合應(yīng)用時(shí)對(duì)耐熱和剛性要求并不高。所以在復(fù)合材料中熱塑性樹脂得以很快的應(yīng)用,而且熱塑性樹脂的復(fù)合材料表現(xiàn)了纖維在復(fù)合材料中具有韌性的作用,并且克服了性脆的缺點(diǎn)[6]。
復(fù)合材料的研究已很多,包括最初的無機(jī)非金屬材料到后來的采用合成纖維,再到這幾年的天然纖維。但是對(duì)于竹原纖維/聚乳酸基復(fù)合材料的研究并不多見,本文采用竹原纖維做增強(qiáng)材料,聚乳酸
做基體,編織襯經(jīng)襯緯針織物,以形成復(fù)合材料。玻璃鋼/復(fù)合材料
拉伸的目的是測(cè)定材料的最大拉伸力及彈性模量等以方便材料的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。還可以利用輔助設(shè)備測(cè)量其他參數(shù),如泊松比、應(yīng)變等[7]。
2實(shí)驗(yàn)材料及儀器
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