纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是20世紀(jì)材料科學(xué)領(lǐng)域迅速發(fā)展的一類新材料，由于具有優(yōu)異的綜合性能近些年來得到了廣泛的應(yīng)用。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料主要由纖維增強(qiáng)材料和基體材料組成。作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料，近幾年來也從早期的長絲鋪設(shè)發(fā)展到采用各種織物，使復(fù)合材料的加工更連續(xù)化、自動化，并且提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能，降低了成本，為復(fù)合材料最終用于量大面廣的民用領(lǐng)域打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物增強(qiáng)復(fù)合材料就是在這大好的發(fā)展形式下應(yīng)運(yùn)而生的一種新型復(fù)合材料。目前，對于玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物與環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)和理論研究已經(jīng)有很多。但是有關(guān)這種針織物與另外兩種常用樹脂乙烯基酯樹脂和不飽和聚酯樹脂復(fù)合的材料的研究目前仍是空白。這后兩種樹脂的性能特點(diǎn)與環(huán)氧樹脂不同，多軸向經(jīng)編織物又是具有不同取向的織物，這樣，玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物與這兩種樹脂復(fù)合的材料性能與玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物與環(huán)氧樹脂復(fù)合的材料不同。本文對三種樹脂玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物增強(qiáng)復(fù)合材料的彎曲性能展開研究，在型號為CMT024的微機(jī)控制的電子萬能試驗(yàn)機(jī)上測試這三種復(fù)合材料的三點(diǎn)彎曲全載荷—撓度曲線，通過對這些曲線的分析揭示并研究不同樹脂基體和不同織物取向?qū)ΣＡЮw維多軸向經(jīng)編織物增強(qiáng)復(fù)合材料彎曲性能的影響。
　　1　實(shí)驗(yàn)方法
　　1.1　原材料
　　本實(shí)驗(yàn)所采用的玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物是由常州宏發(fā)土工復(fù)合材料有限公司提供的，在Liba公司的copcentra-Multi-axial型多軸向經(jīng)編機(jī)上編織，織物的具體參數(shù)如表1所示；樹脂選用了江蘇亞邦涂料股份有限公司生產(chǎn)的191不飽和聚酯樹脂，上海樹脂廠生產(chǎn)的E-51(618)環(huán)氧樹脂，以及上海富晨化工有限公司生產(chǎn)的FUCHEN891乙烯基酯樹脂，樹脂基體的配方參數(shù)如表2所示。

 

1.2　試件的制備
　　采用手糊成型工藝，基本工具有：成型模具、塑料薄膜、刮刀、標(biāo)準(zhǔn)厚度墊片(5 mm)、天平、180 mm×180 mm大小的玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物，織物為5層，厚度3 mm左右；把按配比混合好的樹脂均勻地涂在織物上，充分浸潤織物，用刮刀往復(fù)刮涂，除去殘留氣泡和多余樹脂，在進(jìn)行10 min的真空脫泡處理后，放入模具中(用5 mm的標(biāo)準(zhǔn)墊片控制)，常溫固化24 h，然后再置入80℃的烘箱放2 h，由此制得復(fù)合材料的的半成品，纖維體積含量基本控制在60％左右。然后沿同一方向按照GB 1449-8截取試樣，不規(guī)則的邊緣用電鋸切除并用砂輪打磨光滑。
1.3　性能的測試
　　參照玻璃纖維增強(qiáng)塑料彎曲性能實(shí)驗(yàn)方法(GB 1448-83)，即采用三點(diǎn)加載簡支梁法來加工試樣和進(jìn)行材料的彎曲性能測試。實(shí)驗(yàn)儀器為三思CMT 5204微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)，彎曲加載速度為2 mm/min。本次實(shí)驗(yàn)中復(fù)合材料試樣的寬度b為15 mm，厚度為h，長度L大于20h。實(shí)驗(yàn)加載方式見圖1，跨厚比l／h為16。

2　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1　不同樹脂基體玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物增強(qiáng)復(fù)合材料彎曲性能曲線研究
　　在CMT5204微機(jī)控制的電子萬能試驗(yàn)機(jī)上測得的玻璃纖維織物不同種樹脂復(fù)合材料試樣三點(diǎn)彎曲全載荷—撓度曲線由圖2所示。

從圖2中我們可以看到，隨著復(fù)合材料所承受的彎曲應(yīng)力的增大，材料的彎曲應(yīng)變也逐漸增大，最后當(dāng)材料發(fā)生彎曲破壞時，它所承受的彎曲應(yīng)力迅速減小。同時，我們還可以看到，曲線上有些位置，試樣的彎曲應(yīng)力有微弱的波動，尤其是環(huán)氧樹脂為基體的復(fù)合材料，這種現(xiàn)象尤其明顯。
　　造成這種現(xiàn)象的原因是由于材料表面的樹脂在彎曲應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂痕而引起的；也有的是因?yàn)椴牧暇植课恢贸霈F(xiàn)了織物和樹脂的層間脫離而引起的。從圖2中我們可以看到以乙烯基酯樹脂和不飽和聚酯樹脂為基體的復(fù)合材料試樣的彎曲曲線要比環(huán)氧樹脂為基體的復(fù)合材料試樣的彎曲曲線要光滑些，這說明，玻璃纖維織物／環(huán)氧樹脂復(fù)合材料相對于其他兩種樹脂基體復(fù)合材料來說其表面樹脂更容易產(chǎn)生裂痕，纖維織物和樹脂之間的界面粘結(jié)強(qiáng)力也較弱。
2.2　不同樹脂玻璃纖維多軸向經(jīng)編織物復(fù)合材料沿不同取向的彎曲性能曲線研究