纤维混杂增强复合材料制备及其抗环境性能研究-纺织工程本科毕业论文开题报告.doc

浙江理工大学本科毕业设计开题报告 班 级 纺织工程10（1）班 姓 名 洪元俭 课题名称 纤维混杂增强复合材料制备及其抗环境性能研究 目 录 1. 选题意义与可行性分析 2 1.1 选题意义 2 1.2 可行性分析 3 2．国内外研究现状 3 3．研究的基本内容与拟解决的主要问题 4 3.1 研究的基本内容 4 3.2 拟解决的主要问题 5 4. 总体研究思路及预期研究成果 5 4.1 总体研究思路 5 4.2 预期研究成果 5 5. 研究工作计划（进度安排） 6 6.主要参考文献 6 成绩： 答 辩 意 见 答辩组长签名： 年 月 日 系 主 任 审 核 意 见 签名： 年 月 日 开题报告 1. 选题意义与可行性分析 1.1 选题意义 （1）玄武岩纤维 玄武岩纤维，是玄武岩石料在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间，纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有些似金色[1]。玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。此外，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料[2]。我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一，在我国基本上实现了工业化生产。玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。 玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等高技术纤维相比，除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外，玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能，且性价比好，是一种纯天然的无机非金属材料，也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维[3-4]。 玄武岩纤维及其复合材料可以较好地满足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电子、航空、航天等领域结构材料的需求，对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。它既是21世纪符合生态环境要求的绿色材料，又是一个在世界高技术纤维行业中可持续发展的有竞争力的新材料产业。尤其是我国已经拥有自主知识产权的玄武岩纤维制造技术及工艺，并且以“后来居上”的后发展优势达到了国际领先水平[5]，因此，大力发展玄武岩纤维及其复合材料产业无疑具有重要的意义。 （2）玻璃纤维 玻璃纤维增强材料简称（GFRP）俗名玻璃钢。它是以玻璃纤维及其制品(玻璃布、带、毡、纱等)作为增强材料，以合成树脂作基体材料的一种复合材料。复合材料的概念是指一种材料不能满足使用要求，需要由两种或两种以上的材料复合在一起。组成另一种能满足人们要求的材料，即复合材料[6]。单一种玻璃纤维，虽然强度很高，但纤维间是松散的，只能承受拉力。不能承受弯曲、剪切和压应力，还不做成固定的几何形状。如果用合成树脂把它们粘合在一起，就可以做成各种具有固定形状的坚硬制品。既能承受拉应力，又可承受弯曲、压缩和剪切应力。这就组成了玻璃纤维增强的塑料基复合材料。根据合成树脂的不同玻璃钢主要有环氧玻璃钢、酚醛玻璃钢、聚酯玻璃钢[7-8]。玻璃纤维复合材料由于其材料性能的可设计性及轻质高强的特点，应用于航空、航天及国民经济的诸多领域，如建筑、陆上交通工具、船艇和近海工程、电子、电器、体育、医疗器械等。目前，世界玻璃纤维增强塑料的总产量为200万吨，中国为15万吨，人均占有量仅有发达国家的1/10～1/20，其市场空间相当大，玻璃纤维的发展前景还是非常乐观的[9-10]。 （3）纤维混杂复合材料 纤维混杂增强复合材料是20世纪70年代发展起来的一种新型复合材料，它不仅扩大了复合材料的使用范围，同时使材料保留了单种纤维的优点，实现了纤维之间的优劣互补，使得复合材料在低成本下实现了多功能化[11]。随着技术的发展，其产品日益成熟，应用范围不断扩大，现已开发出多种产品，成功地应用于飞机、汽车等制造工业中。 BunsellHarris[12]研究了碳纤维与玻璃纤维混杂复合材料的性能，认为玻璃纤维的加入有利于复合材料成本的降低，而碳纤维加入有助于复合材料弯曲模量的提高。 FriedrichJacob[13]研究玻纤、碳纤维及芳纶纤维增强环氧树脂、PEEK及PA基体的混杂复合材料的摩擦性能。研究表明芳纶／碳