天然纤维复合材料

　　本书依据天然纤维复合材料的研究现状，针对其发展的需要，从天然纤维复合材料的起源，到其所用的原材料、成型工艺、结构设计、原材料及产品性能测试方法，以及天然纤维复合材料主要应用领域都进行了系统介绍，并对天然纤维复合材料的发展进行了展望。本书适用于从事天然纤维复合材料科学研究、工业生产的有关技术人员阅读，也可供高等院校复合材料及相关专业的师生参考。[前言]目前，环境材料已成为新材料领域中的一个新的研究方向。在环境材料中，天然纤维扮演着越来越重要的角色。高性能天然纤维及其复合材料的研究、开发与应用已成为全球研究热点。究其原因，是因为天然纤维具有许多突出的优点，来源丰富、价格低廉、可再生、可降解、高比性能等。天然纤维复合材料（naturalfiberreinforcedplastics，简称NFRP）是利用天然纤维（麻纤维、木纤维等）与热塑性树脂基体或热固性树脂基体复合而成的一种新型材料。天然纤维复合材料是复合材料领域的一朵奇葩，与玻璃纤维增强复合材料相比，具有密度低、隔音效果好、比性能高、可回收、价格低廉、人体亲和性好等优点。广泛应用于汽车工业、建筑工业、日用消费品等领域。今后随着人们环保意识的增强，各行各业特别是与人们生活密切相关的建筑工业和汽车工业，将特别青睐“绿色产品”。因此，作为“绿色产品”的天然纤维复合材料将有很大的发展机遇。采用现代复合工艺，将天然纤维与树脂基体复合成型为代木或代玻璃钢材料是综合利用天然植物纤维的最主要方法。事实上，大部分植物纤维复合材料性能较低，只有一些性能较高的植物纤维增强的复合材料才具有较高的工业利用价值。麻类纤维和竹类纤维因其拉伸强度比其他天然纤维高，可以称为高性能天然纤维。我国麻类纤维资源极为丰富，其中，苎麻和亚麻产量占世界第一，黄麻等产量也居世界前列。但天然纤维一直以来仅作为纺织工业的原料，应用领域局限于纺织行业，开发天然纤维作为复合材料增强体，可以拓宽天然纤维的应用范围，刺激天然纤维的农业生产，对调整农村产业结构，发展以天然纤维为基础的高新技术产业，提高农副产品的附加价值，促进我国材料科学的发展有着十分积极的意义。编者在收集和参阅了大量国内外天然纤维复合材料文献和资料的基础上，并结合国家“863”项目“高性能天然纤维复合材料及其应用技术研究”（2002AA334120）的研究进展编写了此书。本书主要介绍了天然纤维的结构及性能、适合制备天然纤维复合材料的树脂基体、天然纤维复合材料的成型工艺、天然纤维复合材料的设计及性能测试以及天然纤维复合材料的应用等内容。本书第1章由鲁博和曾竟成编写，第2章由曾竟成和李再轲编写，第3章由王秀梅和杜志花编写，第4章由高红梅和李文仿编写，第5章由李再轲和张长安编写，第6章由王春齐和李卫中编写，第7章由张林文和杨德旭编写。张德镛教授在本书编写过程中提出了许多宝贵意见。全书由鲁博、张林文和曾竟成负责审校和统稿。在本书编写过程中，科技部“863”高性能结构材料主题专家组的专家和主题办公室的傅殿霞、朱衍平两位老师给予了许多指导和帮助，同时得到了北京玻璃钢研究设计院薛忠民院长、陈淳高工等的支持和热心帮助，也得到了化学工业出版社材料科学与工程出版中心的大力支持和帮助。编者在编写过程中参考了大量书刊和文献，在此对被参考的文献作者和对本书编写提供过帮助的同仁表示真诚的敬意和衷心的感谢！由于本书编者水平和经验有限，书中难免会有不足或错误之处，敬请业内专家和广大读者不吝指正。

　　于维诚，男，回族，1939年5月生，祖籍云南丽江。1963年毕业于中央民族学院历史系，师从费孝通。1964年始在自治区民政厅工作。曾任民政厅《民政志》编辑室主编，副编审。主编有汉、维吾尔文本《新疆通志．民政志》及《中国县情大全·新疆卷》。与别人合作编译有《（日本）中国通志·新疆卷》。另在区内外学术刊物上发表过数十篇有关新疆史地、宗教、民族区域自治法学方面的文童。

"目录第1章绪论1
11天然纤维复合材料的研究历史及现状2
12天然纤维复合材料的分类5
13天然纤维复合材料的性能特点6
14天然纤维复合材料的研发意义8
15天然纤维复合材料的研究热点10
参考文献12
第2章天然纤维16
21概述16
22几类常用天然植物纤维概况17
221麻纤维17
222草茎纤维25
223木纤维26
23天然纤维的化学组成与结构27
231天然纤维的化学组成27
232天然纤维的细胞结构31
233纤维素的化学结构33
234纤维素大分子的聚集态结构36
24天然纤维的主要性能37
241天然纤维的力学性能37
242天然纤维的物理性能39
243天然纤维的化学性能42
25增强用天然纤维的提取、处理和改性51
251天然纤维的提取51
252天然纤维的表面处理和表面改性58
253表面处理及改性对天然纤维性能的影响68
26天然纤维增强体的制备72
261天然纤维增强体概述72
262短切天然纤维原丝毡的制备74
263短切无纺针刺麻毡的制备75
264天然纤维有捻纱无纺毡的制备77
265天然纤维增强体的贮存79
参考文献80
第3章天然纤维复合材料基体树脂87
31基体树脂发展概述87
311复合材料基体树脂的发展历史87
312复合材料基体树脂的分类88
313复合材料基体树脂的研究现状89
314用于天然纤维复合材料中的主要基体树脂91
32脲醛树脂92
321脲醛树脂化学93
322脲醛树脂的改性105
323脲醛树脂应用114
33酚醛树脂128
331酚醛树脂的发展历史128
332酚醛树脂的性能特点133
333适合于天然纤维的酚醛树脂136
334酚醛树脂的改性143
335酚醛树脂的应用145
34聚丙烯147
341聚丙烯的发展历史147
342聚丙烯的基本性质148
343聚丙烯在天然纤维复合材料中的应用148
35不饱和聚酯树脂157
351不饱和聚酯树脂发展历史157
352不饱和聚酯树脂的基本特性159
353不饱和聚酯树脂的改性160
36可生物降解树脂基体167
361可生物降解高分子的概念167
362降解高分子材料的分类168
363生物降解高分子材料的降解过程及研究现状168
364可降解高分子材料的研究169
参考文献171
第4章天然纤维复合材料成型工艺173
41概述173
411天然纤维复合材料成型工艺的选择依据173
412成熟的天然纤维复合材料成型工艺174
42模压成型工艺176
421概述176
422热固性树脂基复合材料模压成型工艺176
423热塑性树脂基复合材料模压成型工艺212
424成型压机220
43层压成型工艺222
431概述222
432典型层压成型工艺223
433层压设备236
44注射成型工艺238
441注射成型工艺简介238
442热固性注射模塑料注射成型工艺239
443热塑性注射模塑料制备工艺246
45其他成型工艺257
451树脂传递模塑257
452挤出成型工艺262
参考文献268
第5章天然纤维复合材料的性能及设计271
51麻纤维复合材料的性能271
511麻纤维增强热塑性树脂复合材料的性能271
512麻纤维增强热固性树脂复合材料的性能284
52竹纤维复合材料的性能299
521竹长纤维增强树脂复合材料的性能300
522竹短纤维增强树脂复合材料的性能303
523竹短纤维增强树脂复合材料的性能306
53木塑复合材料的性能308
531软木纤维增强PP复合材料的性能308
532木粉填充改性热塑性树脂313
54混杂天然纤维复合材料的性能319
55天然纤维增强水泥基体复合材料的性能325
56天然纤维复合材料设计条件和设计步骤331
561天然纤维复合材料结构设计特点332
562天然纤维复合材料结构设计条件333
563天然纤维复合材料结构设计步骤335
57天然纤维复合材料设计336
571材料设计原则336
572纤维选择337
573树脂选择338
574天然纤维复合材料制造方法的选择338
58天然纤维复合材料工艺设计339
59天然纤维复合材料典型结构设计340
591天然纤维复合材料层合板的铺层设计340
592天然纤维复合材料夹层结构的设计341
510竹席/UP天然纤维复合材料船体设计及制备342
5101原材料选择与处理342
5102船体结构与铺层设计343
5103RTM模具设计与制备344
5104船体制备工艺344
参考文献346
第6章天然纤维复合材料的性能测试353
61原料与半成品的性能测试354
611天然纤维的性能测试354
612树脂基体的性能测试360
613天然纤维复合材料预浸料、预混料质量检测376
62天然纤维复合材料的一般性能测试380
621天然纤维复合材料力学性能测试380
622天然纤维复合材料物理性能测试398
623天然纤维复合材料耐化学腐蚀性测试411
63天然纤维复合材料界面性能测试412
631界面结构及化学成分412
632天然纤维对树脂基体的润湿性414
633界面黏结强度424
64天然纤维复合材料的特殊性能测试428
641生物降解性428
642耐燃烧性432
643吸水性436
644老化性能437
参考文献439
第7章天然纤维复合材料的应用446
71概述446
711发展历程及研究现状446
712天然纤维复合材料的应用领域447
713天然纤维的市场需求448
72天然纤维复合材料在汽车工业中的应用451
721国外的应用现状和趋势451
722国内市场需求及研究应用情况458
73天然纤维复合材料在建筑领域的应用463
731保温吸声材料在建筑装饰上的应用463
732天然纤维人造板在建筑装饰上的应用467
733木纤维塑料复合材料在建筑工程中的应用474
734竹纤维复合材料在建筑上的应用476
74天然纤维复合材料在包装运输领域的应用484
75天然纤维复合材料在其他领域的应用489
76天然纤维复合材料的回收及再生利用492
761复合材料回收的必要性492
762热固性复合材料回收现状494
763热固性复合材料回收及再生利用途径497
764天然纤维复合材料的回收及再生利用途径498
77天然纤维复合材料应用前景展望500
参考文献501"