纳米微晶纤维素/植物纤维多尺度增强体的构筑及其复合材料性能研究

A study on the high performance of vegetable fiber reinforced resin matrix composites has been introduced.Nanocrystalline cellulose is prepared by acid hydrolysis. The chemical modification is performed to improve the adhesion between the reinforcement surface and the resin matrix, and the impact of the chemical treatment of nanocrystalline cellulose and vegetable fibers on their morphologies and mechanical properties is described. Nanocrystalline cellulose/vegetable fiber multi-scale reinforcement is constructed by electrostatic interaction and blending way respectively, and the vacuum assisted resin transfer molding technology is used to prepare their epoxy resin matrix composites. The mechanical properties of composites are analyzed and the enhancement mechanism of the muti-scale reinforcement is discussed. This project shows a way to enable high performance to the vegetable fiber reinforced resin matrix composites, and provide the theoretical basis and practical experience.What's more,the concept,the preparation technology and the enhancement mechanism of the nanocrystalline cellulose/vegetable fiber multi-scale reinforcement can be equally applicable to the new biomass reinforced resin matrix composites for high performance.

针对植物纤维增强树脂基复合材料高性能化的问题，以纳米微晶纤维素和植物纤维为研究对象，采用酸水解等方法制备纳米微晶纤维素，研究化学修饰技术对纳米微晶纤维素和植物纤维表面形貌和力学性能等的影响，提高它们与树脂基体的界面结合力；通过静电相互作用和共混填充的方式构筑纳米微晶纤维素/植物纤维多尺度增强体，着力提高纳米微晶纤维素在基体中的含量和分散性；利用真空辅助树脂传递模塑等成型技术制备多尺度结构增强环氧树脂基复合材料，研究复合材料的界面和力学性能，揭示纳米微晶纤维素/植物纤维多尺度结构对复合材料的增强机理。项目的研究成果将为植物纤维增强树脂基复合材料的高性能化开辟新的途径，并提供科学理论和实验依据。纳米微晶纤维素/植物纤维多尺度增强体的概念、制备方法和增强机理同样适用于新的生物质增强复合材料，对实现其高性能化具有重要的参考价值。

针对植物纤维增强树脂基复合材料高性能化的问题，以纳米微晶纤维素和植物纤维为研究对象，采用酸水解等方法制备纳米微晶纤维素，研究化学修饰技术对纳米微晶纤维素和植物纤维表面形貌和力学性能等的影响，提高它们与树脂基体的界面结合力；通过静电相互作用和共混填充的方式构筑纳米微晶纤维素/植物纤维多尺度增强体，着力提高纳米微晶纤维素在基体中的含量和分散性；利用真空辅助树脂传递模塑等成型技术制备多尺度结构增强环氧树脂基复合材料，研究复合材料的界面和力学性能，揭示纳米结构/连续纤维多尺度结构对复合材料的增强机理。项目的研究成果将为植物纤维增强树脂基复合材料的高性能化开辟新的途径，并提供科学理论和实验依据。纳米微晶纤维素/植物纤维多尺度增强体的概念、制备方法和增强机理同样适用于新的生物质增强复合材料，对实现其高性能化具有重要的参考价值。