竹片增强竹塑复合材料的拉伸性能及破坏特征OA

[目的]传统竹塑复合材料力学强度低,限制了其在建筑承重、物流运输等领域的应用,针对这个问题,提出了一种竹片增强竹塑复合材料(BPBS),并对其拉伸性能及破坏特征开展研究,为推动生物质材料在塑料领域的进一步发展和应用提供理论支撑。[方法]以竹纤维增强聚丙烯复合材料为基体,竹片为增强体,通过挤出造粒、热压成型工艺制备BPBS,研究竹片层数对BPBS沿其纤维方向(顺纹)和垂直纤维(横纹)方向上的拉伸性能和破坏特征的影响规律,从力学角度揭示竹片对BPBS力学性能的提升机理。[结果]竹片对BPBS顺纹方向上的拉伸性能提升效果较好,当BPBS中竹片布置3层时,相较于竹塑复合材料,拉伸强度提高了195.4%,而横纹方向上的强度没有表现出明显的增强效果;BPBS的破坏特征与受力方向密切相关,沿顺纹、横纹方向拉伸的断裂面分别具有拉伸断裂毛刺和平整光滑特征;建立了BPBS拉伸强度的计算方法,预测单层BPBS拉伸强度最大误差为9.77%。[结论]通过设置中间层竹塑、调节竹片纤维受力方向等方式,调控BPBS结构,可抵消竹片与竹塑基体间界面相容性差所造成的强度衰减,提高复合材料的拉伸性能,降低塑料占比,实现增强材料性能并减少塑料用量的双重目标,为复合材料的实际生产加工提供理论依据和现实基础,对扩大该材料的应用领域具有重要意义。