【摘 要】
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近年来,竹原纤维复合材料由于其绿色环保、性能优异而备受关注。该材料可广泛应用于室内装修、家具制造、汽车内饰及建筑行业等多个领域,具有非常高的应用前景与附加值。但在目前的研究中,大多制备的是以短切纤维为主的天然纤维复合材料,其性能与长竹原纤维相比存在一定的差距,且存在制备的复合材料纤维含量较低（一般少于45%wt%）、成型工艺难以实现工业化连续生产等问题。此外,关于复合材料纤维不同铺层方式的研究以及
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近年来,竹原纤维复合材料由于其绿色环保、性能优异而备受关注。该材料可广泛应用于室内装修、家具制造、汽车内饰及建筑行业等多个领域,具有非常高的应用前景与附加值。但在目前的研究中,大多制备的是以短切纤维为主的天然纤维复合材料,其性能与长竹原纤维相比存在一定的差距,且存在制备的复合材料纤维含量较低（一般少于45%wt%）、成型工艺难以实现工业化连续生产等问题。此外,关于复合材料纤维不同铺层方式的研究以及复合板材厚度对复合材料性能影响的相关研究较少。为了使上述问题得到解决,基于天然纤维复合材料的推广与应用,本文使用实验室自制的长竹原纤维为原料,分别研究了竹纤维原料的评价、长竹原纤维/环氧树脂复合材料模压工艺的制备工艺条件、竹纤维不同铺层组胚方式、不同竹纤维含量占比以及不同复合板材厚度等。研究的主要结果如下:（1）竹纤维平均直径为77.8μm,平均细度为149dtex;竹纤维的平均断裂强力约为612.18c N,平均断裂强度为2.05c N/dtex,且断裂强度在2.0-2.5c N/dtex区间内分布较为密集;竹纤维吸水速率在前2分钟内迅速上升,在8分钟时接近饱和,在18分钟后进入完全饱和,饱和吸水率为115.79%;经高压渗透及机械开纤后,竹纤维束表面仍存在部分薄壁组织与果胶等物质,且单纤维较为外露,在单纤维之间存在缝隙与深槽,有利于后续与树脂基体的结合;（2）随着热压压力、热压温度和热压时间的增加,BF/EP复合材料的拉伸和弯曲性能皆呈现出先增加后降低的趋势,当热压压力为1.6MPa、热压温度为90℃、热压时间为20min时复合材料的力学性能达到最优,此时的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量分别为178MPa、6891MPa、278MPa、31391MPa;（3）通过对比三种不同的铺层方式,在单向纤维平行方向受力时单向复合板力学性能最优,在与单向纤维垂直方向受力时双向非交织复合板力学性能更加稳定,在受到与纤维轴线呈45°方向的力时双向交织复合板更有优势;（4）随着BF含量的增加,BF/EP复合板材的拉伸和弯曲性能呈现出先增加后降低的趋势,当BF含量在65wt%时,BF/EP复合板材的弯曲强度和弯曲模量达到最大值,分别为272MPa和30245MPa;BF/EP复合板材的相对质量吸水百分率随着BF含量的增加而增加,在BF含量从45wt%增至65%wt%时,其相对质量吸水百分率增幅显著,在BF含量超过65wt%时,其相对质量吸水百分率增幅逐渐趋于平缓;（5）BF/EP复合板材厚度的增加,使得复合材料的拉伸性能和弯曲性能呈现出上升的趋势,在板材厚度从0.6mm增至1.2mm时,拉伸性能和弯曲性能增幅显著,在板材厚度从1.2mm增至1.4mm时,拉伸性能和弯曲性能增幅减缓;随着板材厚度的增加,其相对质量吸水百分率没有面明显的增加或降低趋势。
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