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现有的大多复合材料在使用寿命到达之后,不易于回收,不能自然降解,会对环境造成污染,自然资源保护、回收再利用的问题引起了人们对天然纤维增强复合材料的新兴趣。通常使用可生物降解的纤维作为增强体,可生物降解的聚合物作为基体。蚕丝是天然蛋白质纤维比其他天然纤维更加轻柔,不仅具有良好的断裂伸长度和较好的断裂强度及模量,并且具有较好的生物相容性和生物可降解性。聚乳酸(PLA)是具有良好的热塑性和生物可降解性能的材料,但PLA的热稳定型差、较脆和韧性差,为此,人们用聚己内酯(PCL)对PLA进行共混改性处理。因此,用蚕丝作为增强体,PCL改性处理后的PLA作为基体,制备蚕丝增强复合材料,为蚕丝增强复合材料在生产和应用方面提供一定的理论和实验依据。在充分了解蚕丝、PLA以及PCL之后,选用蚕丝作为增强体,PLA作为树脂基体,制备复合材料。通过将蚕丝纱线与PLA长丝进行包缠,制备蚕丝/PLA复合线,并用该复合线织造平纹、四层正交、五层正交、五层角联锁、五层正交/准正交、五层正交/角联锁和六层正交结构的织物,对其进行脱胶处理,用脱胶后的机织物作为增强体,和PCL改性处理后的PLA混合基体,通过层叠热压的方法制备蚕丝/PLA、PCL复合材料。本文从PCL改性PLA树脂基体制备方面、复合线制备方面以及蚕丝含量占比方面进行蚕丝/PLA、PCL复合材料制备工艺的优化,为蚕丝/PLA、PCL复合材料的制备提供一定的理论和实验依据。对制备的复合材料,使用MTS万能试验机和NI系列摆锤冲击试验机进行力学性能测试,并表征其他的相关性能。并用织造的六种三维机织物制备复合材料,研究分析三维结构织物对蚕丝/PLA、PCL复合材料力学性能的影响。主要研究内容与结论如下:(1)为制备出性能最优的PCL/PLA共混基体,并为后期复合材料的制备提供基础,本文制备不同PCL含量的PCL/PLA共混基体,通过测试PCL/PLA共混基体体系的力学性能,并用SEM、FTIR、TG和DSC等测试表征,来研究PCL的含量对PCL/PLA共混基体体系性能的影响。研究表明:当PCL的含量为5%时,共混基体体系的拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度分别达到最大值20.26 MPa、1.68%和18.89 KJ/m2,相比与纯的PLA基体,分别增加了 43.88%,34.4%,54.23%;FTIR分析显示两者是物理混合;TG测试得出PCL含量为5%时的共混基体的热分解温度达到329.769℃;DSC测试结果表面PCL的添加可以改善PLA的结晶性能。(2)为便于机织物的织造和提高机织物的强力,通过包缠设备将蚕丝与PLA长丝进行包缠,制备蚕丝/PLA复合线,研究蚕丝、PLA长丝的结构与性能,对包缠前原料和包缠后复合线的外观形态结构、线密度、强伸性以及摩擦特性等基本性能进行观察和测试。研究表明:当外包纱为15.8 tex的PLA长丝时,复合线的表面摩擦系数最小为0.84,拉伸断裂强度最高为23.37 cN/dtex,蚕丝在复合线中较为平直,成纱质量较好,便于织物的织造。(3)为制备复合材料的增强体,织造平纹织物,并对半自动织样机进行改造,织造三维机织物,并测试织物的基本参数以及织物的拉伸强度。研究表明:角联锁结构织物的断裂强度最低;同为正交结构的三维织物拉伸断裂强力随着织物层数的增加,断裂强度也随之增大;正交结构的断裂强度在五层正交结构、五层角联锁结构、五层正交/准正交结构以及五层正交角联锁结构这四种不同结构的五层织物中是最高的。(4)研究蚕丝含量对蚕丝/PLA、PCL复合材料力学性能的影响,测试力学性能并用FTIR、SEM和TG等测试表征,研究表明:当蚕丝含量为16%的时候,所制备的蚕丝/PLA、PCL复合材料的拉伸强度和冲击强度达到最大值,分别是23.127 MPa和18.018 KJ/m2。经过脱胶处理后,蚕丝与PLA/PCL混合基体的结合更为紧密;蚕丝/PLA、PCL复合材料的热分解温度是311.0℃,介于蚕丝和PLA/PCL共混体系之间。(5)研究三维结构织物对蚕丝/PLA、PCL复合材料力学性能的影响,研究表明:三维机织物增强复合材料的力学性能与织物结构密切相关,复合材料的拉伸强度与经纱的伸直状态有关,正交结构的织物的伸直状态好,所以正交结构复合材料的拉伸强度较好,角连锁结构复合材料的拉伸强度最低;复合材料的冲击强度与材料厚度方向的结构有关,研究结果得到正交/准正交结构和正交/角联锁结构增强复合材料的抗冲击性能较好,正交结构复合材料的抗冲击性能较差。