CN110845826A - 一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法 - Google Patents

一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110845826A
CN110845826A CN201911117783.0A CN201911117783A CN110845826A CN 110845826 A CN110845826 A CN 110845826A CN 201911117783 A CN201911117783 A CN 201911117783A CN 110845826 A CN110845826 A CN 110845826A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silk
fabric
composite material
fiber
epoxy resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911117783.0A
Other languages
English (en)
Inventor
杨康
管娟
吴嫦娥
田文晗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN201911117783.0A priority Critical patent/CN110845826A/zh
Publication of CN110845826A publication Critical patent/CN110845826A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/045—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with vegetable or animal fibrous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B15/00—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00
    • B29B15/08—Pretreatment of the material to be shaped, not covered by groups B29B7/00 - B29B13/00 of reinforcements or fillers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/54—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations, e.g. feeding or storage of prepregs or SMC after impregnation or during ageing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/04—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material
    • C08J5/0405—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres
    • C08J5/042—Reinforcing macromolecular compounds with loose or coherent fibrous material with inorganic fibres with carbon fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2363/00—Characterised by the use of epoxy resins; Derivatives of epoxy resins
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2401/00—Characterised by the use of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C08J2401/02—Cellulose; Modified cellulose
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2489/00—Characterised by the use of proteins; Derivatives thereof

Abstract

本发明提供一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，步骤如下：挑选桑/柞蚕丝织物与碳纤维/亚麻纤维织物；层内混编织物的编织；增强体织物的预处理；手糊+热压成型工艺及真空树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备混杂纤维织物增强环氧树脂复合材料。本发明制备工艺简易，最终成品性能稳定性高，可提升碳纤维复合材料的断裂韧性和冲击韧性，是一种具有应用前景的抗冲击复合材料。

Description

一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法
【技术领域】
本发明涉及一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，属于复合材料及其制备技术领域。
【背景技术】
天然纤维具有生物友好性、可生物降解、轻质、高强等特点，具有十分广阔的应用前景。其中，蚕丝纤维作为天然界唯一的连续长纤维，具有很强的能量吸收和存储能力，可以给工程结构复合材料带来更好的低温韧性和冲击韧性。然而，蚕丝纤维增强复合材料的刚度和强度距离传统的碳纤维复合材料还有较大差距，同时，蚕丝纤维作为天然蛋白，其吸湿特性也可能加速复合材料的湿热老化，这些不足限制了其作为工程结构材料的应用潜力。
传统的复合材料增强纤维往往具有较大的脆性，如碳纤维。其刚度大，强度高，制备工艺成熟，已经广泛应用于航空、汽车、建筑等领域，但也一直存在韧性不足的问题，如冲击强度较低。在以往的研究中，往往采用橡胶增韧、层间颗粒增韧和混杂纤维增韧(如玻璃纤维)等方式对碳纤维复合材料进行增韧处理，相比于这些传统的增韧方式，采用天然蚕丝纤维作为增韧相具有一些特有的优势，如天然材料无需加工、制备工艺简单等，因此有可能取代玻璃纤维与碳纤维进行混杂成为新型高强度高韧性复合材料。碳纤维复合材料的发明，在目前已发表的专利中(例如发明专利“一种抗冲击复合材料用碳纤维混杂织物”申请号200910155010.1，发明专利“抗冲击混杂复合材料层合板”申请号201410595423.2，发明专利“一种碳纤维混杂树脂基复合材料及其制备方法”申请号201510053601.3等等)，都还没有尝试通过将蚕丝纤维与其他纤维混杂制备强度、刚度、韧性、重量更加平衡的抗冲击复合材料，这方面的研究大有潜力。
【发明内容】
(一)本发明的目的
面向现存技术的不足，本发明的目的是提供一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法。
(二)技术方案
为达到上述目标，本发明提供的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)：如采用层间混编织物增强，需挑选桑/柞蚕丝织物与碳纤维/亚麻纤维织物；
步骤(2)：如采用层内混编织物增强，需经过如下步骤：
(2-1)如使用现有的层内混编织物，需经过挑选；
(2-2)如不使用现有的层内混编织物，需使用梭织机进行编织，编织步骤如下：
(2-2-1)单根纤维需经过并丝和打捻过程，制备出可编织的单股纤维；
(2-2-2)单股纤维经过梭织机编织，形成层内混编织物；
步骤(3)：蚕丝织物、亚麻织物、蚕丝/碳纤维混编织物和蚕丝/亚麻混编织物需在烘箱中60℃烘干5小时，碳纤维织物不需要此步骤；
步骤(4)：蚕丝织物、亚麻织物、蚕丝/碳纤维混编织物和蚕丝/亚麻混编织物需经过60℃热压处理；
步骤(5)：如采用手糊+热压成型工艺，需经过如下步骤：
(5-1)织物增强体需与未成型的环氧树脂充分浸润，形成织物增强体与环氧树脂共混预制体；
(5-2)共混预制体需经过真空脱泡处理；
(5-3)测定实验用环氧树脂的粘度-温度曲线；
(5-4)将步骤(5-2)中获得的共混预制体置于热压机中，经过一定的压力和温度固化成型，获得板状复合材料；
步骤(6)：如采用真空树脂传递模塑成型工艺(即VARTM)，需经过如下步骤：
(6-1)搭建小型VARTM平台；
(6-2)将织物增强体预置于平台的真空袋中，依次叠放脱模布和导流网；
(6-3)环氧树脂的灌注；
(6-4)一定温度下固化成型。
其中，在步骤(1)中所述的“桑/柞蚕丝织物”，需选择经过脱胶/脱矿处理并未染色的织物；
其中，在步骤(1)中所述的“桑/柞蚕丝织物与亚麻纤维织物”，其面密度一般大于90g m-2，编制形式可采用平纹、缎纹或斜纹等；
其中，在步骤(1)中所述的“桑/柞蚕丝织物”中的蚕丝纤维必须是长丝，而非短丝打捻而成，且必须为脱胶后的蚕丝；
其中，在步骤(1)中所述的“桑/柞蚕丝织物”中单股纤维的强度和韧性需经过测试，强度需达到400MPa以上，桑蚕丝断裂延伸率需达到20％以上，柞蚕丝断裂延伸率需达到40％以上。
其中，在步骤(2)中所述的“并丝和打捻”过程中，需采用并丝机将80-100根长蚕丝纤维进行并丝处理，然后进行适当打捻，需注意不能造成长丝的折断；
其中，在步骤(2)中所述的“梭织机”，在其梭织过程中，采用梭织机将蚕丝单股纤维与碳纤维等高强高模纤维进行混杂编织，其中碳纤维等脆性较大的纤维作为经线时，工艺要求较高，否则容易造成碳纤维的断裂。
其中，在步骤(3)中所述的“烘干”处理，其目的在于去除蚕丝纤维中蚕丝蛋白和亚麻纤维中纤维素的自由水成分，以防热压成型过程中水分蒸发形成气泡孔洞残留于复合材料中。
其中，在步骤(4)中所述的“热压处理”，其目的在于提升织物平整度与密实度，从而提升复合材料的层间性能与纤维体积分数。
其中，在步骤(5-1)中所述的“共混预制体”，是通过手糊方法，过程中需保证环氧树脂的均匀性，环氧树脂的体积分数可占30％～70％；
其中，在步骤(5-2)中所述的“真空脱泡处理”，一般采用真空烘箱或真空泵抽气处理；
其中，在步骤(5-3)中所述的“粘度-温度曲线”，需采用流变仪测定，升温速率和恒温时间与树脂的固化参考工艺保持一致；
其中，在步骤(5-4)中所述的“固化成型”工艺中的温度与加压时间需根据步骤(5-3)进行确定，压力的选择需根据不同面密度和编织结构的混编织物，具体数值需经过试验简单摸索。
其中，在步骤(6-1)中所述的“搭建小型VARTM平台”，包括真空泵、真空袋、塑料管、模具等物品的连接；
其中，在步骤(6-3)中所述的“环氧树脂”，其粘度在室温下均低于0.8Pa.s，否则难以完全浸润；
其中，在步骤(6-3)中所述的“灌注”所指为打开真空泵，使环氧树脂充分浸润蚕丝纤维织物，固化温度低于180℃的环氧树脂。
(三)本发明的优点和功效
本发明制备的抗冲击混杂纤维复合材料的制备工艺简易，最终成品性能稳定性高，可以提升碳纤维复合材料的断裂韧性、冲击韧性，提升其断裂损伤容限。
本发明制备的抗冲击混杂纤维复合材料可以综合不同种类纤维的优势，获得强度、刚度、韧性和密度平衡的性能优异的复合材料。可用于防撞头盔、航天器防撞击材料等。
【附图说明】
图1本发明所述方法流程图。
【具体实施方式】
下面结合一些实施案例对本发明作进一步的说明：
本发明提供的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，见图1所示，它包括以下步骤：
步骤(1)：如采用层间混编织物增强，需挑选桑/柞蚕丝织物与碳纤维/亚麻纤维织物；
步骤(2)：如采用层内混编织物增强，需经过如下步骤：
(2-1)如使用现有的层内混编织物，需经过挑选；
(2-2)如不使用现有的层内混编织物，需使用梭织机进行编织，编织步骤如下：
(2-2-1)单根纤维需经过并丝和打捻过程，制备出可编织的单股纤维；
(2-2-2)单股纤维经过梭织机编织，形成层内混编织物；
步骤(3)：蚕丝织物、亚麻织物、蚕丝/碳纤维混编织物和蚕丝/亚麻混编织物需在烘箱中60℃烘干5小时，碳纤维织物不需要此步骤；
步骤(4)：蚕丝织物、亚麻织物、蚕丝/碳纤维混编织物和蚕丝/亚麻混编织物需经过60℃热压处理；
步骤(5)：如采用手糊+热压成型工艺，需经过如下步骤：
(5-1)织物增强体需与未成型的环氧树脂充分浸润，形成织物增强体与环氧树脂共混预制体；
(5-2)共混预制体需经过真空脱泡处理；
(5-3)测定实验用环氧树脂的粘度-温度曲线；
(5-4)将步骤(5-2)中获得的共混预制体置于热压机中，经过一定的压力和温度成型，获得板状复合材料；
步骤(6)：如采用真空树脂传递模塑成型工艺(即VARTM)，需经过如下步骤：
(6-1)搭建小型VARTM平台；
(6-2)将织物增强体预制于平台的真空袋中，依次叠放脱模布和导流网；
(6-3)环氧树脂的灌注；
(6-4)一定温度下固化成型。
实施案例一：
(1)实验用柞蚕丝平纹布(面密度为1.35±0.10kg m-2)购买于北京瑞蚨祥绸布店(北京)，碳纤维12k平纹布(面密度为2.60±0.10kg.m-2)购买于威海拓展纤维有限公司(山东)。柞蚕丝平纹布在纵向上每股含有大约110根纤维，横向每股含有大约30根纤维，每股柞蚕丝纤维的平均截面积为291um2。柞蚕丝纤维和碳纤维的密度分别为1,300kg.m-3和1,800kg.m-3，与环氧树脂共混前，将桑蚕丝平纹织物置于烘箱中，条件为60℃，5小时，随后经60℃热压处理，以提升织物平整度与密实度；
(2)双酚A型E51环氧树脂和固化剂BC12(改性胺类固化剂)固化重量比例为100：84，环氧树脂和固化剂均购买于天津达森材料科技有限公司，固化温度为120℃，固化时间为2小时；
(3)采用热压成型工艺制备复合材料，模具100×200×2mm，依次刷好脱模剂，铺好脱模布和防粘纸，热压机升温速率设置成3℃ min-1，压力设置为0.3-0.5MPa，随机器自然冷却至室温，得到层间混杂复合材料。所有复合材料样品都含有10层增强织物，五种碳纤维/丝混杂比：10/0；8/2；5/5；2/8和0/10(丝/全纤维体积比分别为0％、15％、42％、74％和100％)；混杂比5/5的混杂纤维复合材料采用三种不同的铺层方式。
(4)测试结果显示，混杂比5/5且碳纤维蚕丝纤维交替铺层的混杂纤维复合材料拥有最优越的综合性能，其拉伸模量和强度为39.3GPa和380MPa，弯曲强度为641.3MPa，Charpy无缺口摆锤冲击强度约为97.5kJ m-2，密度约为1.43g m-3，很好地实现了强度、刚度、韧性和密度的平衡。
实施案例二：桑蚕丝/亚麻层内混杂增强复合材料
(1)实验用三种桑蚕丝亚麻编织物(A、B、C)，三者的蚕丝亚麻纤维混杂比重分别为42/58、30/70、21/79，面密度分别为1.20±0.10kg m-2、0.80±0.08kg m-2、0.60±0.08kg m-2)购买于湖州永瑞纺织品有限公司(浙江)。蚕丝纤维和亚麻纤维的密度分别为1,300kg.m-3和1,450kg.m-3，与环氧树脂共混前，将蚕丝亚麻混编织物置于烘箱中，条件为60℃，5小时，随后经60℃热压处理，以提升织物平整度与密实度；
(2)采用AralditeLY1564环氧树脂和Aradur3486固化剂，树脂体系为混合树脂体系，包含双酚环氧树脂和脂肪族环氧树脂，固化剂为多胺类固化剂，固化重量比例为100:34，环氧树脂和固化剂均购买于亨斯迈有限公司，固化温度为80℃，固化时间为8小时；
(3)采用自制的真空树脂传递模塑成型工艺(VARTM)制备复合材料，裁剪好导流网、脱模布、纤维织物、真空袋和塑料管等，使用真空泵进行连接，密封胶带粘附于模具和真空袋上，用密封胶密封模具，进而置于热压机上，采用3℃ min-1的升温速率升至80℃，后恒温恒压保持8小时，最后关闭热压机加热电源，使复合材料板随热压机自然冷却。
(4)测试结果显示，A、B、C三种混编织物增强复合材料的纤维体积分数约为48％、51％和47.5％，拉伸模量分别约为12.8GPa、20.7GPa和22.2GPa，优于同纤维体积分数的蚕丝纤维复合材料(约5.9GPa)，拉伸强度分别约为170MPa，236MPa和247MPa，优于同纤维体积分数的纯蚕丝纤维复合材料(约113MPa)，而Charpy无缺口摆锤冲击强度约为22kJ m-2、29kJm-2和26kJ m-2，均优于文献中报道的同纤维体积分数的纯亚麻纤维复合材料(低于10kJ m-2)，三种混杂纤维复合材料的密度分别为1.26g cm-3,1.28g cm-3,1.28g cm-3。桑蚕丝/亚麻层内混杂纤维增强复合材料很好地实现了强度、刚度、韧性和密度的平衡。

Claims (7)

1.一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤1：如采用层间混编织物增强，需挑选桑/柞蚕丝织物与碳纤维/亚麻纤维织物；
步骤2：如采用层内混编织物增强，需经过如下步骤：
2.1：如使用现有的层内混编织物，需经过挑选；
2.2：如不使用现有的层内混编织物，需使用梭织机进行编织，编织步骤如下：
2.2.1：单根纤维需经过并丝和打捻过程，制备出能编织的单股纤维；
2.2.2：单股纤维经过梭织机编织，形成层内混编织物；
步骤3：蚕丝织物、亚麻织物、蚕丝/碳纤维混编织物和蚕丝/亚麻混编织物需在烘箱中60℃烘干5小时，碳纤维织物不需要此步骤；
步骤4：蚕丝织物、亚麻织物、蚕丝/碳纤维混编织物和蚕丝/亚麻混编织物需经过60℃热压处理；
步骤5：如采用手糊+热压成型工艺，需经过如下步骤：
5.1：织物增强体需与未成型的环氧树脂充分浸润，形成织物增强体与环氧树脂共混预制体；
5.2：共混预制体需经过真空脱泡处理；
5.3：测定实验用环氧树脂的粘度-温度曲线；
5.4：将步骤5.2中获得的共混预制体置于热压机中，经过一预定的压力和温度固化成型，获得板状复合材料；
步骤6：如采用真空树脂传递模塑成型工艺即VARTM，需经过如下步骤：
6.1：搭建小型VARTM平台；
6.2：将织物增强体预置于平台的真空袋中，依次叠放脱模布和导流网；
6.3：环氧树脂的灌注；
6.4：一预定温度下固化成型。
2.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤1中所述的“桑/柞蚕丝织物”，需选择经过脱胶/脱矿处理并未染色的织物；在步骤1中所述的“桑/柞蚕丝织物与亚麻纤维织物”，其面密度大于90g m-2，编制形式采用平纹、缎纹及斜纹；
在步骤1中所述的“桑/柞蚕丝织物”中的蚕丝纤维必须是长丝，而非短丝打捻而成，且必须为脱胶后的蚕丝；
在步骤1中所述的“桑/柞蚕丝织物”中单股纤维的强度和韧性需经过测试，强度需达到400MPa以上，桑蚕丝断裂延伸率需达到20％以上，柞蚕丝断裂延伸率需达到40％以上。
3.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤2中所述的“并丝和打捻”过程中，需采用并丝机将80-100根长蚕丝纤维进行并丝处理，然后进行打捻，需注意不能造成长丝的折断；
在步骤2中所述的“梭织机”，在其梭织过程中，采用梭织机将蚕丝单股纤维与碳纤维高强高模纤维进行混杂编织，其中碳纤维脆性大的纤维作为经线时，工艺要求高，否则容易造成碳纤维的断裂。
4.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤3中所述的“烘干”处理，除去蚕丝纤维中蚕丝蛋白和亚麻纤维中纤维素的自由水成分，以防热压成型过程中水分蒸发形成气泡孔洞残留于复合材料中。
5.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤4中所述的“热压处理”，提升织物平整度与密实度，从而提升复合材料的层间性能与纤维体积分数。
6.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤5.1中所述的“共混预制体”，是通过手糊方法，过程中需保证环氧树脂的均匀性，环氧树脂的体积分数占30％～70％；
在步骤5.2中所述的“真空脱泡处理”，采用真空烘箱及真空泵抽气处理；
在步骤5.3中所述的“粘度-温度曲线”，需采用流变仪测定，升温速率和恒温时间与树脂的固化参考工艺保持一致；
在步骤5.4中所述的“固化成型”工艺中的温度与加压时间需根据步骤5.3进行确定，压力的选择需根据不同面密度和编织结构的混编织物，具体数值需经过试验简单摸索。
7.根据权利要求1所述的一种基于蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤6.1中所述的“搭建小型VARTM平台”，包括真空泵、真空袋、塑料管、模具诸物品的连接；
在步骤6.3中所述的“环氧树脂”，其粘度在室温下均低于0.8Pa.s，否则难以完全浸润；
在步骤6.3中所述的“灌注”所指为打开真空泵，使环氧树脂充分浸润蚕丝纤维织物，固化温度低于180℃的环氧树脂。
CN201911117783.0A 2019-11-15 2019-11-15 一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法 Pending CN110845826A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911117783.0A CN110845826A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911117783.0A CN110845826A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110845826A true CN110845826A (zh) 2020-02-28

Family

ID=69600883

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911117783.0A Pending CN110845826A (zh) 2019-11-15 2019-11-15 一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110845826A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111576042A (zh) * 2020-04-30 2020-08-25 王洛 一种环保抑菌塑料袋
CN113717411A (zh) * 2021-09-13 2021-11-30 浙江理工大学 一种抗冲击碳纤维复合材料的制备方法
CN114683578A (zh) * 2022-04-29 2022-07-01 安徽工业大学 基于多元耦合仿生的柞蚕碳纤维复合材料头盔及制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009115291A8 (en) * 2008-03-17 2009-12-03 Dsm Ip Assets B.V. Medical component
CN107793700A (zh) * 2016-09-02 2018-03-13 江苏先诺新材料科技有限公司 一种碳纤维/聚酰亚胺纤维混杂织物作为增强主体的复合材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009115291A8 (en) * 2008-03-17 2009-12-03 Dsm Ip Assets B.V. Medical component
CN107793700A (zh) * 2016-09-02 2018-03-13 江苏先诺新材料科技有限公司 一种碳纤维/聚酰亚胺纤维混杂织物作为增强主体的复合材料及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WU CHANGE等: "Mechanical properties and impact performance of silk-epoxy resin composites modulated by flax fibres", 《COMPOSITES PART A-APPLIED SCIENCE AND MANUFACTURING》 *
YANG KANG等: "Integrating tough Antheraea pernyi silk and strong carbon fibres for impact-critical structural composites", 《NATURE COMMUNICATIONS》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111576042A (zh) * 2020-04-30 2020-08-25 王洛 一种环保抑菌塑料袋
CN113717411A (zh) * 2021-09-13 2021-11-30 浙江理工大学 一种抗冲击碳纤维复合材料的制备方法
CN113717411B (zh) * 2021-09-13 2023-11-24 浙江理工大学 一种抗冲击碳纤维复合材料的制备方法
CN114683578A (zh) * 2022-04-29 2022-07-01 安徽工业大学 基于多元耦合仿生的柞蚕碳纤维复合材料头盔及制备方法
CN114683578B (zh) * 2022-04-29 2023-11-28 安徽工业大学 基于多元耦合仿生的柞蚕碳纤维复合材料头盔及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110845826A (zh) 一种基于天然蚕丝的抗冲击混杂纤维复合材料的制备方法
CN100436923C (zh) 复合材料低温力矩管的制备方法
JP2001511827A (ja) 樹脂を部分的に含浸させた繊維材料
GB2410718A (en) Stabilizable preform precursor
CN102516569A (zh) 碳纳米管无纺布层间改性纤维增强复合材料的制备方法
EP3180467B1 (en) Hybrid woven textile for composite reinforcement
CN103588496B (zh) 一种改善二维碳/碳复合材料界面结合强度的方法
CN109624351A (zh) 一种用于三维编织的预浸胶纤维束制备方法
CN111890701A (zh) 一种2.5d纤维机织增强树脂基复合材料及其制备方法
CN110818923A (zh) 一种天然桑/柞蚕丝织物增强环氧树脂复合材料的制备方法
Loh et al. Natural silkworm silk-epoxy resin composite for high performance application
CN111005229A (zh) 一种碳纤维上浆剂及其制备方法
CN112431025B (zh) 一种核壳纳米纤维型自愈合碳纤维复合材料及其制备方法
CN103437021A (zh) Pp纤维-玻璃纤维复合纤维布及其制备方法与应用
CN109370216B (zh) 一种三维纤维织物增强聚酰亚胺树脂基复合材料及其制备方法
JP6956300B1 (ja) 強化繊維ステッチ基材、プリフォーム材、及び繊維強化複合材料、並びにこれらの製造方法
CN111534093B (zh) 一种聚酰亚胺预浸料、复合材料及其制备方法
CN107521123B (zh) 嵌入式共固化缝合阻尼薄膜复合材料及其制作工艺
CN111320841B (zh) 一种芳纶纤维/碳纳米管复合增强碳纤维树脂预浸料
CN109777087B (zh) 一种高含量碳纤维增强尼龙复合材料及其制备方法
Hamidi et al. Manufacturing silk/epoxy composite laminates: Challenges and opportunities
JP6961131B1 (ja) 強化繊維ステッチ基材、プリフォーム材、及び繊維強化複合材料、並びにこれらの製造方法
CN107163506B (zh) 一种环氧树脂基复合材料及其制备方法
CN115093543A (zh) 可应用于储氢瓶的低粘度生物基环氧树脂及碳纤维复合材料
CN110951217B (zh) 一种芳纶纤维增强碳纤维树脂预浸料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200228