2.1原料
竹原纱线,28tex,初始模量为59.857cN/dtex,断裂强度为1.425cN/dtex,断裂伸长率为13.304%;聚乳酸长丝,16.7tex,初始模量为67.785cN/dtex,断裂强度为3.3678cN/dtex,断裂伸长率为25.047%。
2.2仪器及编织设备
横机,YG061-1500单纱强力仪,电子天平BT223S,织物厚度仪,INSTRON万能强力机,Y/TD71-45A塑料制品液压机。
3织物编织及复合材料制备
3.1织物的编织
利用天津工业大学自行研制的6针衬经衬纬横机编织衬经衬纬组织,编织工艺参数如下:聚乳酸与竹原纤维的根数比为2∶1(质量比约为55%∶45%),衬经、衬纬总数为24根合股,针织线圈捆绑纱分别为12根和6根。织物如图1所示。
3.2复合材料的制备
将织物裁剪成20cm×20cm大小,每个试样两块,平行层叠放置,在Y/TD71-45A塑料制品液压机上进行模压,据多次试验按照以下工艺进行模压。涂抹脱模剂→预热至60℃→放试样于模板中,升温至100℃,加压至6MPa并持续20min→升温至130℃,并持续20min→恒压升温至160℃,持续20min→恒压,自然冷却24h至室温→取出板材[8,9]。
由于一次模压后板材一面成型并不很好,现按以上工艺进行二次模压获得较成功的复合材料板材预制件,预制件结构参数见表1。
4试验结果与讨论
按照国标GB/T2035-1996,用手锯将开发形成的竹原纤维/聚乳酸复合材料板材沿横向、纵向和斜向三个方向裁剪,最宽为20mm,最窄为10mm,长为180mm,各3块,在实验室温湿度下(18℃、50%),在INSTRON万能强力机上进行拉伸试验,拉伸速度为10mm/min,试验结果如表2所示。
由以上数据可以明显看出,相同结构厚度的复合材料预制件,纵向的大部分拉伸性能要好于斜向和横向,而横向和斜向却相差不大。除模量和位移之外,在相同方向上厚的预制件的大部分拉伸性能
比薄的明显要好,但是我们并不能确定是否预制件越厚,拉伸性能就越好,这还需要进一步的研究。在拉伸过程中增强材料主要承受力的作用,而基体材料也要承受一部分,只不过这部分相对较小,但基体
却起着重要的作用。它将织物粘合固定成一个整体,在力作用时传递力,并使力达到均衡[10]。在测试中发现基体和纤维界面处最先出现裂纹,随着试验进行,这些裂纹会向邻近区域扩展,当力达到一定程