CN113529494A - 一种vartm成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,方法为:先将竹纤维放入蒸馏水溶液中搅拌至竹纤维分散,分选出规格竹纤维;将规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛放置在湿法层铺装置中后,浸入装有不同溶剂的超声波装置中,进行处理;再在漏筛中加入一种或多种其他纤维,进行超声处理,静置后预压,蒸发纤维毡中溶剂后,取出成型的竹基混杂纤维毡;将等质量的竹纤维和其他纤维重复上述步骤,得到若干个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放在漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡,经过自然晾晒及干燥后得到VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。本发明工艺步骤简便,能保证竹纤维与其他纤维混合、分散均匀,也避免不同纤维混合制备过程中的损伤。
Description
技术领域
本发明属于纤维毡技术领域,具体涉及一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法。
背景技术
21世纪以来,全球木材供给量仍少与需求量,作为第二大森林资源的竹材因其密度低、强度高、易加工、生长周期短等特点受到了人们广泛的关注,高性能、高附加值的竹纤维复合材料不仅满足人类生活和社会发展的需要,而且利用新技术制备出的竹纤维复合材料也弥补了竹材本身结构不均匀、各向异性明显、耐久性差等缺点。
VARTM技术因其生产制造成本低、产品性能高和环境污染小等优点近些年成为了植物纤维复合材料制备的新兴技术,在VARTM制备植物纤维复合材料中,植物纤维在基体中均匀分散对植物纤维复合材料各项性能具有重大影响,其中高比强度和比模量的竹纤维,被称为“天然玻璃纤维”,尤其是将竹纤维与木、棉、麻、玻璃纤维、碳纤维,进行混合铺装应用,具有加好的应用前景。然后混杂纤维的分散与铺装是困扰其制备纤维复合材料制备一大难题,目前混杂纤维毡常采用手工铺装和针刺工艺等方法制备,手工铺装往往会因为操作人员技术与熟练度导致纤维无法均匀分散,且需大量劳动力,而针刺工艺因为机械穿刺容易对植物纤维造成一定程度的损失,从而使植物纤维复合材料强度下降,使用寿命降低。因此,研制出一种复合纤维毡制备方法势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,本发明利用不同纤维密度差异,不同形状纤维在溶剂中浮力差异,纤维在不同溶剂中悬浮状态差异等三方面差异,提供了一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,该制备方法能够明显保证竹纤维与其他纤维混合均匀、分散均匀,也能通过调节溶剂浓度,控制不同纤维的悬浮形态、悬浮位置,实现混杂纤维掺杂效果,也避免不同纤维混合制备过程中的损伤,又能简化纤维复合材料在制备过程中的工艺步骤。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,该方法包括以下步骤:
步骤一、竹纤维分选:将竹纤维放入水中以300r/min-500r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置1h-3h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡10min-30min;所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入一种或多种其他纤维,新加入其他纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的20%-50%,再开启超声波装置,超声振荡10min-30min,静置1h-3h 后,上提漏筛,预压挤出溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂毡放入蒸发回流装置中,回收蒸发的溶剂,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和其他纤维重复步骤一至三,得到4-8个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡,将所述竹基混杂纤维毡在温度为50℃-60℃的条件下干燥12h以上,得到VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
优选地,步骤一中所述竹纤维为长度为1cm-10cm的天然竹纤维。
优选地,步骤二中所述溶剂为硅烷偶联剂和乙醇的混合物、硅烷偶联剂和水的混合物或者石油醚;所述硅烷偶联剂和乙醇的混合物中乙醇与硅烷偶联剂的质量比为100:(5-8),所述硅烷偶联剂和水的混合物中水与硅烷偶联剂的质量比为100:(8-10)。
优选地,步骤三中所述其他纤维为单一纤维或复配纤维;所述单一纤维为植物纤维、无机纤维或热塑树脂纤维;所述复配纤维为植物纤维和无机纤维的混合物或植物纤维和热塑树脂纤维的混合物。
优选地,所述植物纤维为木纤维或黄麻纤维;所述无机纤维为玻璃纤维或碳纤维;所述热塑树脂纤维为PLA纤维、PE纤维或PP纤维。
优选地,步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为40KHz-60KHz,步骤三中超声振荡频率为80KHz-100KHz。
优选地,步骤四中所述VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的含水率为5%-10%。
优选地,步骤二中所述湿法层铺装置包括上端开口的水浴装置,水浴装置的内底部和两个相对的侧壁均安装有超声波装置,另外两个相对的侧壁外分别安装有进液阀门和出液阀门,所述水浴装置的上端开口处活动设置有漏筛。
优选地,步骤二中所述漏筛包括上端开口的漏网,所述漏网的上端安装有一对提手,所述漏筛浸入湿法层铺装置配合使用。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用溶剂悬浮法,利用不同纤维密度差异,不同种类纤维在溶剂中浮力差异,纤维在不同溶剂中悬浮状态差异等三方面差异,调节纤维在溶剂中悬浮状态,通过超声辅助,提高纤维均匀分散效果,制备出均匀分散的竹基混杂纤维毡,减少对竹纤维损伤,保留竹纤维本身的优异性能。
2、本发明通过超声振荡使竹纤维与其他纤维均匀分散、加快不同种类的纤维交叉分散速度和均匀性并减少竹纤维与其他纤维混合成毡时机械损伤,极大限度的保护竹纤维和其他纤维本身优异性能,同时本发明对混杂纤维表面进行处理提高界面结合能力、控制混杂纤维毡含水率、简化竹纤维复合材料制备工艺流程。
3、本发明通过溶剂改性,可以对纤维进行接枝改性,改变纤维浮力状态,控制纤维悬浮深度,从而实现纤维改性定层。本发明简化纤维复合材料制备工艺流程,将竹纤维与其他纤维混合的预处理与竹纤维毡含水率的控制融合到纤维毡制备过程中,提高生产效率。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明湿法层铺装置的结构示意图。
图2是本发明湿法层铺装置的俯视示意图。
图3是本发明漏筛的结构示意图。
附图标记说明:
1—水浴装置; 2—超声波装置; 3—进液阀门;
4—出液阀门; 5—漏网; 6—提手。
具体实施方式
实施例1
本实施例的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的制备方法为:
步骤一、竹纤维分选:将长度为1cm-10cm的竹纤维放入蒸馏水溶液中以300r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置1h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有石油醚溶剂的湿法层铺装置中悬,超声振荡10min;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入黄麻纤维,黄麻纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的20%,再开启超声波装置,超声振荡悬浮10min,静置1h后,上提漏筛,预压挤出石油醚溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂纤维毡放入冷却式蒸发回流装置中,回收蒸发的石油醚,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为40KHz,步骤三中超声振荡频率为80KHz;
本实施例中步骤二中超声振荡使竹纤维上下左右均匀分散,步骤三中超声振荡使新加入的黄麻纤维紧密落入竹纤维间的缝隙中,使获得的竹基混杂纤维毡密实程度高,超声振荡加快竹纤维与黄麻纤维的交叉分散速度和均匀性,且对竹纤维和黄麻纤维无损伤。
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和黄麻纤维重复上述步骤一至三,重复进行4次,得到4个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中,并压紧,获得竹基混杂纤维毡,将所述竹基混杂纤维毡放置在红外干燥箱中在温度为50℃的条件下干燥12h,得到含水率为5%的 VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
本实施例中采用的竹纤维的密度为0.6g/cm3,黄麻纤维的密度为 1.45g/cm3,纤维密度不同,在石油醚溶剂中的悬浮状态和悬浮位置也不相同,通过超声振荡,提高纤维均匀分散效果,制备出均匀分散的竹基混杂纤维毡,。
本实施例制备的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡性能:面密度为1000g/m2的竹基混杂纤维毡,吸水增重率为35%。
实施例2
本实施例的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的制备方法为:
步骤一、竹纤维分选:将长度为1cm-10cm的竹纤维放入蒸馏水溶液中以400r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置2h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm 的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有硅烷偶联剂和水混合溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡20min;所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;所述硅烷偶联剂和水的混合物中水与硅烷偶联剂的质量比为100:8;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入玻璃纤维,玻璃纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的35%,开启超声波装置,超声振荡悬浮20min,静置2h后,上提漏筛,预压挤出溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂纤维毡放入蒸发回流装置中,回收蒸发的溶剂,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为50KHz,步骤三中超声振荡频率为90KHz;本实施例中,极性溶剂为硅烷偶联剂和水混合溶剂,在所述步骤三中混合溶剂回收不回收皆可。
本实施例中步骤二中超声振荡使竹纤维上下左右均匀分散,步骤三中超声振荡使新加入的玻璃纤维紧密落入竹纤维间的缝隙中,使获得的竹基混杂纤维毡密实程度高,超声振荡加快竹纤维与玻璃纤维的交叉分散速度和均匀性,且对竹纤维和玻璃纤维无损伤。
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和玻璃纤维重复上述步骤一至三,重复进行6次,得到6个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡,将所述竹基混杂纤维毡放置在红外干燥箱中在温度为55℃的条件下干燥24h,最终得到含水率为8%的 VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
本实施例中采用的竹纤维的密度为1.1g/cm3,玻璃纤维的密度为 2.5g/cm3。本实施例制备的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡性能:面密度1600g/m2的竹基混杂纤维毡,吸水增重率为20%。
实施例3
本实施例一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的制备方法为:
步骤一、竹纤维分选:将长度为1cm-10cm的竹纤维放入蒸馏水溶液中以500r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置3h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm 的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有硅烷偶联剂和乙醇混合溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡30min,所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;所述硅烷偶联剂和乙醇的混合物中乙醇与硅烷偶联剂的质量比为100:5;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入木纤维和碳纤维的复配纤维,所述复配纤维是将木纤维和碳纤维按质量比为 3:1的比例混合均匀后配制而成,复配纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的50%,开启超声波装置,超声振荡悬浮30min,静置3h后,上提漏筛,预压挤出溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂纤维毡放入蒸发回流装置中,回收蒸发的溶剂,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为60KHz,步骤三中超声振荡频率为100KHz;本实施例中,极性溶剂为硅烷偶联剂和乙醇混合溶剂,在所述步骤三中混合溶剂回收不回收皆可。
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和复配纤维(木纤维和碳纤维的复配纤维)重复上述步骤一至三,重复进行8次,得到8个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡;将所述竹基混杂纤维毡放置在红外干燥箱中在温度为60℃的条件下干燥 35h,得到含水率为10%的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
本实施例制备的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡性能:面密度为1400g/m2的竹基混杂纤维毡,吸水增重率为25%。
实施例4
本实施例一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的制备方法为:
步骤一、竹纤维分选:将长度为1cm-10cm的竹纤维放入蒸馏水溶液中以450r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置3h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm 的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有硅烷偶联剂和水混合溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡25min,所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;所述硅烷偶联剂和水的混合物中水与硅烷偶联剂的质量比为100:10;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入黄麻纤维和PP纤维的复配纤维,黄麻纤维和PP纤维的质量比为1:1,复配纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的50%,开启超声波装置,超声振荡悬浮25min,静置2.5h后,上提漏筛,预压挤出硅烷偶联剂和水混合溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂纤维毡放入蒸发回流装置中,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为60KHz,步骤三中超声振荡频率为100KHz;
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和复配纤维(黄麻纤维和PP纤维的复配纤维)重复上述步骤一至三,重复进行7次,得到 7个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡;将竹基混杂纤维毡放置在红外干燥箱中在温度为60℃的条件下干燥 30h,得到含水率为7%的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
本实施例制备的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡性能:面密度为1300g/m2的竹基混杂纤维毡,吸水增重率为30%。
实施例5
如图1-3所示,实施例1-实施例4所用的湿法层铺装置包括上端开口的水浴装置1,水浴装置1的内底部和两个相对的侧壁均安装有超声波装置2,另外两个相对的侧壁外分别安装有进液阀门3和出液阀门4;漏筛包括上端开口的漏网5,所述漏网5两侧安装有两个提手6,所述漏筛浸入湿法层铺装置配合使用,漏筛通过提手6架在水浴装置1的上端开口,使得漏网5悬置在水浴装置1内。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
实施例6
本实施例一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的制备方法为:
步骤一、竹纤维分选:将长度为1cm-10cm的竹纤维放入蒸馏水溶液中以450r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置3h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm 的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有硅烷偶联剂和水混合溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡25min,所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;所述硅烷偶联剂和水的混合物中水与硅烷偶联剂的质量比为100:9;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入木纤维,木纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的50%,开启超声波装置,超声振荡悬浮25min,静置2.5h后,上提漏筛,预压挤出硅烷偶联剂和水混合溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂纤维毡放入蒸发回流装置中,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为60KHz,步骤三中超声振荡频率为100KHz;
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和木纤维重复上述步骤一至三,重复进行5次,得到5个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡;将竹基混杂纤维毡放置在红外干燥箱中在温度为60℃的条件下干燥30h,得到含水率为8%的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
本实施例中采用的竹纤维的密度为0.8g/cm3,木纤维的密度为 1.5g/cm3。本实施例制备的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡性能:面密度为1000g/m2的竹基混杂纤维毡,吸水增重率为32%。
实施例7
本实施例一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的制备方法为:
步骤一、竹纤维分选:将长度为1cm-10cm的竹纤维放入蒸馏水溶液中以500r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置3h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm 的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有硅烷偶联剂和乙醇混合溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡30min,所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;所述硅烷偶联剂和乙醇的混合物中乙醇与硅烷偶联剂的质量比为100:8;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入碳纤维,碳纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的50%,开启超声波装置,超声振荡悬浮30min,静置3h后,上提漏筛,预压挤出溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂纤维毡放入蒸发回流装置中,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为60KHz,步骤三中超声振荡频率为100KHz;
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和碳纤维重复上述步骤一至三,重复进行6次,得到6个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡;将所述竹基混杂纤维毡放置在红外干燥箱中在温度为60℃的条件下干燥35h,得到含水率为9%的VARTM 成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
本实施例中采用的竹纤维的密度为0.9g/cm3,碳纤维的密度为 1.7g/cm3。本实施例制备的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡性能:面密度为1500g/m2的竹基混杂纤维毡,吸水增重率为20%。
实施例8
本实施例一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的制备方法为:
步骤一、竹纤维分选:将长度为1cm-10cm的竹纤维放入蒸馏水溶液中以500r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置3h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm 的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有硅烷偶联剂和乙醇混合溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡30min,所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;所述硅烷偶联剂和乙醇的混合物中乙醇与硅烷偶联剂的质量比为100:6;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入PE 纤维,PE纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的50%,开启超声波装置,超声振荡悬浮30min,静置3h后,上提漏筛,预压挤出溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂纤维毡放入蒸发回流装置中,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为60KHz,步骤三中超声振荡频率为100KHz;
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和PE纤维重复上述步骤一至三,重复进行6次,得到6个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡;将所述竹基混杂纤维毡放置在红外干燥箱中在温度为60℃的条件下干燥35h,得到含水率为6%的VARTM 成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
本实施例中采用的竹纤维的密度为0.6g/cm3,PE纤维的密度为 0.92g/cm3。本实施例制备的VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡性能:面密度为1400g/m2的竹基混杂纤维毡,吸水增重率为25%。
Claims (9)
1.一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、竹纤维分选:将竹纤维放入水中以300r/min-500r/min的搅拌速率搅拌至竹纤维分散,静置1h-3h后,去除上层短小和底层未分散的竹纤维,获得长度为1.2cm-7.5cm、直径为0.13mm-0.55mm的规格竹纤维;
步骤二、竹纤维湿法分散:将步骤一得到的规格竹纤维均匀分散于漏筛中,将漏筛浸入装有溶剂的湿法层铺装置中悬浮,超声振荡10min-30min;所述湿法层铺装置内安装有超声波装置;
步骤三、纤维超声混溶:在步骤二中超声振荡结束后的漏筛中加入一种或多种其他纤维,新加入其他纤维的添加量为步骤一得到的规格竹纤维质量的20%-50%,再开启超声波装置,超声振荡10min-30min,静置1h-3h后,上提漏筛,预压挤出溶剂,使竹基混杂纤维毡定型,将竹基混杂毡放入蒸发回流装置中,回收蒸发的溶剂,然后取出成型的竹基混杂纤维毡;
步骤四、竹基混杂纤维毡成型:将等质量的竹纤维和其他纤维重复步骤一至三,得到4-8个成型的竹基混杂纤维毡,依次叠放入漏筛中压紧,获得竹基混杂纤维毡,将所述竹基混杂纤维毡在温度为50℃-60℃的条件下干燥12h以上,得到VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡。
2.根据权利要求1所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,步骤一中所述竹纤维为长度为1cm-10cm的天然竹纤维。
3.根据权利要求1所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,步骤二中所述溶剂为硅烷偶联剂和乙醇的混合物、硅烷偶联剂和水的混合物或者石油醚;所述硅烷偶联剂和乙醇的混合物中乙醇与硅烷偶联剂的质量比为100:(5-8),所述硅烷偶联剂和水的混合物中水与硅烷偶联剂的质量比为100:(8-10)。
4.根据权利要求1所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,步骤三中所述其他纤维为单一纤维或复配纤维;所述单一纤维为植物纤维、无机纤维或热塑树脂纤维;所述复配纤维为植物纤维和无机纤维的混合物或植物纤维和热塑树脂纤维的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,所述植物纤维为木纤维或黄麻纤维;所述无机纤维为玻璃纤维或碳纤维;所述热塑树脂纤维为PLA纤维、PE纤维或PP纤维。
6.根据权利要求1所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,步骤二和步骤三中所述超声波装置功率为1600W;步骤二中超声振荡频率为40KHz-60KHz,步骤三中超声振荡频率为80KHz-100KHz。
7.根据权利要求1所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,步骤四中所述VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡的含水率为5%-10%。
8.根据权利要求1所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,步骤二中所述湿法层铺装置包括上端开口的水浴装置(1),水浴装置(1)的内底部和两个相对的侧壁均安装有超声波装置(2),另外两个相对的侧壁外分别安装有进液阀门(3)和出液阀门(4),所述水浴装置(1)的上端开口处活动设置有漏筛。
9.根据权利要求8所述的一种VARTM成型复合材料用竹基混杂纤维毡制备方法,其特征在于,步骤二中所述漏筛包括上端开口的漏网(5),所述漏网(5)的上端安装有一对提手(6),所述漏筛浸入湿法层铺装置配合使用。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115323830A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-11 | 永发(江苏)模塑包装科技有限公司 | 一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备及其使用方法 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105369673A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-02 | 铜陵三佳变压器有限责任公司 | 一种耐高温抗老化的变压器绝缘纸 |
CN106245412A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 广东华凯科技股份有限公司 | 一种多层手抄片的制作方法 |
CN107460777A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-12 | 华南理工大学 | 一种全碳纤维复合纸的制备方法 |
CN108611918A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-10-02 | 昆明纳太科技有限公司 | 碳纳米复合导电纸及其制备方法 |
CN109837655A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-04 | 天津工业大学 | 一种乌拉草纤维湿法成网非织造材料及其制备方法和应用 |
CN111495865A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-07 | 山东永聚医药科技有限公司 | 一种医用瓶盖生产线用超声波清洗装置 |
CN212437208U (zh) * | 2020-03-06 | 2021-02-02 | 安徽家佳食品有限责任公司 | 一种食用菌超声波清洗设备 |
CN112941965A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 碳纤维滤纸及其制备方法 |
CN113059885A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-02 | 浙江省林业科学研究院 | 一种毛竹纤维束增强吸塑成型包装容器的制备方法 |
-
2021
- 2021-07-27 CN CN202110850973.4A patent/CN113529494B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105369673A (zh) * | 2015-11-04 | 2016-03-02 | 铜陵三佳变压器有限责任公司 | 一种耐高温抗老化的变压器绝缘纸 |
CN106245412A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 广东华凯科技股份有限公司 | 一种多层手抄片的制作方法 |
CN108611918A (zh) * | 2016-12-12 | 2018-10-02 | 昆明纳太科技有限公司 | 碳纳米复合导电纸及其制备方法 |
CN107460777A (zh) * | 2017-07-31 | 2017-12-12 | 华南理工大学 | 一种全碳纤维复合纸的制备方法 |
CN109837655A (zh) * | 2019-03-01 | 2019-06-04 | 天津工业大学 | 一种乌拉草纤维湿法成网非织造材料及其制备方法和应用 |
CN212437208U (zh) * | 2020-03-06 | 2021-02-02 | 安徽家佳食品有限责任公司 | 一种食用菌超声波清洗设备 |
CN111495865A (zh) * | 2020-04-28 | 2020-08-07 | 山东永聚医药科技有限公司 | 一种医用瓶盖生产线用超声波清洗装置 |
CN112941965A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-11 | 中国建筑材料科学研究总院有限公司 | 碳纤维滤纸及其制备方法 |
CN113059885A (zh) * | 2021-03-18 | 2021-07-02 | 浙江省林业科学研究院 | 一种毛竹纤维束增强吸塑成型包装容器的制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
施江靖等: "基于真空辅助树脂传递模塑成型不同纤维形态竹纤维复合材料性能研究", 《复合材料学报》 * |
施江靖等: "纤维含量对VARTM制备竹纤维/环氧树脂复合材料性能影响", 《复合材料学报》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115323830A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-11 | 永发(江苏)模塑包装科技有限公司 | 一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备及其使用方法 |
CN115323830B (zh) * | 2022-07-18 | 2023-12-26 | 永发(江苏)模塑包装科技有限公司 | 一种纸浆模塑超声波流化浆槽设备及其使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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