植物纤维增强复合材料

采用源于大自然且具有高比强度、高比模量及良好吸声隔热性能的植物纤维来设计和制造结构功能一体化的优选复合材料，部分替代人造纤维增强复合材料，并实现其在航空、轨道交通和汽车等高端装备以及在风电、体育休闲等领域的大规模应用，是近年来全球范围内最为关注的基础和应用研究热点之一。本书针对植物纤维独特的微观结构特点，系统介绍了植物纤维增强复合材料的制备工艺、多层级界面结构和性能特点、力学性能、物理特性及工程示范应用案例，同时论述了植物纤维增强复合材料在不同服役环境条件下的耐久性及完整生命周期评价方法。本书可作为高等院校复合材料类专业研究生的专业课教材或参考书,也可供航空航天类、交通车辆类、土木建筑类等专业的科研人员和工程师阅读参考。

丛书序
前言
第1章绪论1
参考文献4
第2章植物纤维5
2.1概述5
2.2化学组成8
2.3微观结构9
2.4力学性能15
参考文献18
第3章植物纤维增强复合材料成型工艺20
3.1植物纤维表面处理方法20
3.1.1植物纤维的物理改性处理20
3.1.2植物纤维的化学改性处理21
3.2植物纤维增强复合材料成型工艺22
3.2.1模压成型22
3.2.2热压罐成型23
3.2.3树脂传递模塑成型23
3.2.4其他成型工艺24
3.3成型工艺参数对植物纤维增强复合材料性能的影响25
3.3.1压力影响26
3.3.2温度影响30
3.3.3空腔影响36
参考文献46
第4章植物纤维增强复合材料界面48
4.1植物纤维增强复合材料多层级界面性能及失效行为48
4.2植物纤维增强复合材料多层级界面细观力学理论52
4.2.1双界面剑麻单纤维拔出模型52
4.2.2双界面剑麻单纤维拔出过程内部应力分布及界面失效机制57
4.3植物纤维增强复合材料多层级界面的数值模拟59
4.3.1多界面剑麻单纤维拔出有限元模型60
4.3.2多界面剑麻单纤维拔出过程内部应力分布及界面失效机制65
4.4植物纤维增强复合材料层间断裂模拟70
4.4.1多界面剑麻纤维增强复合材料层间断裂有限元模型70
4.4.2多界面剑麻纤维增强复合材料I型层间断裂破坏过程内部应力分布及界面失效机制75
附录A双界面单纤维拔出模型系数80
A.1阶段一和阶段二的黏结区的应力传递80
A.2阶段一和阶段二的脱黏区的应力传递82
A.3阶段一和阶段二的相关系数83
参考文献85
第5章植物纤维增强复合材料的力学性能87
5.1空腔对植物纤维增强复合材料力学性能的影响87
5.2纱线打捻对植物纤维增强复合材料力学性能的影响93
5.2.1打捻工艺参数对植物纤维及其纱线力学性能的影响94
5.2.2打捻工艺参数对植物纤维增强复合材料力学性能的影响99
5.3纳米改性植物纤维增强复合材料的力学性能108
5.3.1碳纳米管改性植物纤维增强复合材料的力学性能108
5.3.2纳米微晶纤维素改性植物纤维增强复合材料的界面性能112
5.4混杂植物纤维增强复合材料的力学性能117
5.4.1混杂比对植物纤维混杂复合材料力学性能的影响118
5.4.2铺层顺序对植物纤维混杂复合材料力学性能的影响120
5.4.3植物纤维混杂复合材料的层间性能121
参考文献123
第6章植物纤维增强复合材料的物理性能125
6.1植物纤维及其复合材料的声学性能125
6.1.1植物纤维增强复合材料的吸声性能125
6.1.2植物纤维增强复合材料夹芯结构的声学性能129
6.2植物纤维增强复合材料的热性能131
6.2.1植物纤维增强复合材料的导热性能131
6.2.2植物纤维增强复合材料导热理论模型133
6.3植物纤维增强复合材料的介电性能139
6.4植物纤维增强复合材料的阻尼性能142
6.5植物纤维增强复合材料的阻燃性能144
6.5.1阻燃剂DOPO对植物纤维增强复合材料阻燃性能的影响145
6.5.2阻燃改性对植物纤维增强复合材料力学性能的影响148
参考文献150
第7章植物纤维增强复合材料的老化151
7.1植物纤维增强复合材料的湿热老化151
7.1.1植物纤维增强复合材料的吸水行为151
7.1.2植物纤维增强复合材料在湿热老化条件下的力学性能154
7.1.3植物纤维增强复合材料的湿热老化机制157
7.2植物纤维增强复合材料的紫外老化159
7.2.1紫外老化对植物纤维增强复合材料力学性能的影响159
7.2.2植物纤维增强复合材料的紫外老化机制160
7.3植物纤维增强复合材料的霉菌老化162
7.3.1霉菌老化对植物纤维增强复合材料力学性能的影响162
7.3.2改善植物纤维增强复合材料抗菌性能的探索164
参考文献165
第8章植物纤维增强复合材料生命周期评价167
8.1生命周期评价方法概述167
8.1.1生命周期评价的定义与技术框架167
8.1.2生命周期评价方法的发展170
8.2植物纤维增强复合材料生命周期评价171
8.2.1目的与范围171
8.2.2功能单元172
8.2.3生命周期清单分析173
8.2.4生命周期影响评价176
8.2.5生命周期影响评价的结果和解释178
8.3玻璃纤维增强复合材料与植物纤维增强复合材料的生命周期评价对比181
8.3.1特征化评价结果和对比182
8.3.2归一化与加权评价的结果与对比184
参考文献185
第9章植物纤维增强复合材料应用187
参考文献192