碱处理对加捻竹纤维/环氧复合材料润湿性与拉伸失效的影响

作者：顾少华; 李昊远; 张文福; 王翠翠; 李明鹏; 程海涛^*; 王戈

来源：复合材料学报, 2023, 1-12.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20230904.002

• 竹纤维
• 加捻结构
• 复合材料
• 润湿性能
• 失效机制

采用加捻竹纤维（TBF）为增强相、环氧树脂-酸酐体系为基体相，制备加捻竹纤维/环氧树脂复合材料（TBF/EP复材），通过改变NaOH溶液浓度（1-5wt%），研究碱处理对TBF/EP复材润湿性和拉伸失效的影响。采用SEM、表面张力测试、原位加载等纳米和微观试验手段，对纤维-树脂结合状态、润湿性能和拉伸力学特性进行了分析。结果表明，碱处理降低了纤维表面能和极性，使得TBF与基体润湿力从0.45 mN降至0.1 mN；3wt% NaOH溶液改性的TBF/EP复材含胶量降低至62%，拉伸强度（TS）达到273.70 MPa，比未处理复材提高178.64%；原位分析显示，TBF失效过程包括纤维断裂和纤维间滑移，而TBF/EP复材失效过程包括基体剪切屈服和纤维断裂，且随着浸润性提高，BF抑制屈服的效果增加。因此，TBF/EP复材的强度主要来源于纤维和界面的增强，受TBF与基体的浸润性、应力传递效果的影响。

• 单位
  国际竹藤中心; 浙江省林业科学研究院; 竹藤科学与技术重点实验室