关键词：
丝织物
混杂方式
低周弯曲疲劳
湿热老化降解
摘要：
玻璃纤维作为轻质高强的复合材料的一种增强材料,广泛应用于航空航天、建筑、化工、医学、电子、农业等军工和民用领域。丝绸具有柔软滑糯的手感、良好的飘逸感、优异的贴肤性、良好的吸湿性、透气性,悬垂性优良,特有的珍珠般柔和的光泽等优点,作为高品质的服装面料一直受到人们青睐。近年来,从可持续发展、经济角度出发,各国相继不同程度地开展起废旧纺织服装面料的回收工作。作为一种高品质的面料,回收再利用的问题日益受到重视。在本课题中首先采用未使用过的丝织物作为研究的第一步,采用玻璃纤维毡和丝织物作为增强体,不饱和树脂作为基体,采用手糊成型的方法制备玻璃纤维毡增强复合材料和丝织物/玻璃纤维毡混杂增强复合材料,采用三点弯曲、冲击、低周弯曲疲劳、湿热老化等测试方法对这两种复合材料的力学性能进行研究。论文首先研究了丝织物/玻璃纤维毡混杂增强复合材料的三点弯曲性能和抗冲击性能。实验结果表明:丝绸在第三层的混杂复合材料的弯曲模量和强度在这三种混杂复合材料中最高,比丝绸在第一层的混杂复合材料分别高出16.3%和8.1%。丝绸在第一层和第五层时,复合材料的弯曲强度和模量相差不大。最大挠度是在丝绸处于第五层最大,丝绸在中间一层最小。说明混杂方式对丝织物/玻璃纤维毡混杂增强复合材料的弯曲性能产生了显著的影响。虽然丝织物的经纬向存在差异,但是复合材料的0°和90°方向上的弯曲性能差异不大。摆锤冲击实验结果表明:由于各个试样的受冲击面类似,冲击强度相差不大,说明混杂方式和丝织物的经纬向对丝织物/玻璃纤维毡混杂增强复合材料的抗冲击性能没有显著的影响。其次采用温水裂化、三点弯曲、冲击测试对玻璃纤维毡增强复合材料和丝织物/玻璃纤维毡混杂增强复合材料的力学性能下降情况和重量变化进行了研究。实验结果表明:对于玻璃纤维毡增强复合材料,其弯曲性能在湿热老化1天后随着老化时间的延长,出现逐步下降的趋势。其冲击强度在湿热老化30天前基本不发生变化,在湿热老化90天时下降了58.2%。对于丝织物/玻璃纤维毡混杂增强复合材料,从湿热老化1天后开始随着老化时间的增加,其弯曲性能和冲击性能发生显著下降,但是丝绸的加入并没有明显加剧湿热老化对玻璃纤维毡增强复合材料的影响。丝绸在中间一层的混杂复合材料的弯曲和抗冲击性能和其他两种混杂复合材料、玻璃纤维毡增强复合材料相比,下降相对较小。即丝绸在复合材料中间一层时,丝绸受湿热老化的影响较小,在一定程度上保护了丝绸,可以减小热湿老化对丝绸的影响。最后从弯曲模量和强度的下降情况的角度探讨了在不同载荷水平下两种复合材料的低周弯曲性能。实验结果表明:55%,70%和85%三个载荷水平的低周弯曲疲劳对丝织物/玻璃纤维毡混杂增强复合材料的弯曲性能没有产生显著的影响。混杂方式和丝织物的经纬向对低周弯曲疲劳的影响不大。对于玻璃纤维毡增强复合材料,在55%和70%载荷水平下,低周弯曲疲劳对其也没有产生显著的影响。然而在85%载荷水平下,试样在疲劳的过程中发生了弯曲破坏,85%载荷水平低周疲劳对其产生了显著的影响。说明丝绸的加入增强了玻璃纤维毡增强复合材料的抗疲劳性能。
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