剑麻纤维及其复合材料研究进展.pdf

第40卷,第4期
工程塑料应用
Vol40). No4
2012年4月
ENGINEERING PLASTICS APPLICATION
Apr.2012
doi:10.3969/ -ISSIE,1001-3539.2012.04.026
剑麻纤维及其复合材料研究进展
房昆
西安工程大学纺织与材料学院,西安710048
摘要:介绍了剑麻纤维(SF)的结构特点、物理力学性能以及纤维政性处理方法,从纤维形态及増强基质出发综
述了长、短SF及SF混杂纤维増强复合材料以及SF增强热塑性、热固性树脂和弹性体复合材料方面的研究与开发,
指出了SF增强复合材料今后的研究方向。
关键词:剑麻纤维;复合材料;纤维改性
中图分类号:TQ327.8文献标识码:A文章编号:1001-3539(2012)04-0100-04
Advances on Research of Sisal Fiber and Its Composites
Fang Kun
Department of Textile Material and Engineering, Xi an Polytechnic University, Xi an 710048. China
bstract: The structural features, physical and mechanical properties of sisal fiber(SF)were introduced, and the fiber surface
modification was also introduced. Based on fiber morphology and enhanced matrix, short and long SF and SF mixed fiber reinfored
composites and SF reinforeed thermoplastic, thermosetting resin and elastomer matrix composites were reviewed. The developing
trend of SF reinforced composites was pointed out
Keywords: sisal fiber composites; fiber modification
随着纤维增强复合材料的迅速发展,天然纤维増强复长度在50~110cm的纤维占绝大部分,主体长度在
材料已广泛应用于军事和民用的各个领域。剑麻属龙舌90~100cm。有部分超长纤维,但比例不大。在加工过
兰科龙舌兰属,原产于中美洲,是一种广泛种植的多年生麻程中应尽量减少短纤维的形成,特别是在机械脱胶过程
类经济植物,全球SF年产量高达4.50Mt。在我国广东广西、中,尽量减少纤维的损伤,防止加工过程中短纤维的混
海南和福建等地也种植剑麻,主要品种是东1号(H·11648入。SF虽然平均长度较长,但支数很低,长径比很小,因
麻)1。剑麻纤维(SF)具有密度小、无毒无害高强度、高模此SF的加工原则应是充分利用纤维的长度,尽可能提高
量、耐海水腐蚀、易于表面处理和获得以及价格低廉等优点,纤维支数,但由于长度和支数在植物生长过程中已基本固
因此具有无可替代的优势。SF增强树脂基复合材料除了具定,在用前的加工条件下要想得到改变是十分困难的。通
有较高的拉伸和弯曲性能外,还具有很高的冲击强度
过提高打麻质量,减少残留胶质和提高脱胶的均匀度,从
SF的组成、结构特点及物理力学性能
而提高纤维的分离度,则有利于工艺纤维质量的提高。
SF的组成
SF弹力高、伸长小、弹性模量大,属于高强低伸长率、粗硬型
SF取自剑麻作物的叶片,其化学组成以纤维素纤维,制成产品后强力大,伸长变形小,且纤维刚硬。SF的
(50%65%)木质素(8%~10%)、半纤维素(12%~20%)三压缩率较小、刚性大,即比较粗硬,压缩回弹率小;SF乐缔弹
大组分为主,这些化学成分含量随种植地域及生长年份的不性差,即纤维弹性差,变形后亦不易恢复,纤维的天然卷曲
同而有所差异。其中,纤维素和木质素含量对SF性能的影少,保形性差,在斥缩率相近的情况下,剑麻的压缩功比羊毛
响较大。纤维素含量越多,SF的弹性模量越大;木质素含量大得多,说明SF刚硬、拉伸弹性模量大。SF对氯化钠溶液
少,则纤维柔软富有弹性且色泽好、可纺性及染色性均较好有较大的抗腐性,而对H2SO4溶液的抗腐性较差。
(反之则木质化程度高,纤维强度高,质地较硬)。SF的木质2SF增强复合材料研究进展
素含量相对较高,而质地较硬。果胶含量也是直接影响纤维
近年来,国内外许多学者先后对SF增强复合材料进行
强度和硬度的因素23)
了大量的研究。研究重点主要是改变SF的表面处理方法
1.2SF的结构特点及物理力学性能
联系人:房昆,硕士,主要从事纺织新材料、新丁艺的研究与开发
剑麻東纤维的长度不匀率较小,平均长度较长,
收稿日期:2012-02-08