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竹纤维/环氧复合材料具有轻质高强,耐疲劳性好和缓冲性能好等优点,且其具有低成本、低能耗,绿色环保等优良特性。但在树脂传递模塑成型工艺(Resin Transfer Molding,RTM)领域,受到植物纤维本身缺陷和RTM工艺特点的制约,存在性能不稳定,注胶过程难以控制、树脂与纤维浸渍效果不理想导致的界面性能较差等缺点。本研究以竹纤维(BF)作为增强体,以环氧树脂(EP)作为基体树脂,通过RTM工艺制备了竹纤维/环氧树脂复合材料(BF/EP),考察了增强体竹纤维和基体环氧树脂间的界面润湿性能以及纤维含量、注射压力、成型温度及真空度等工艺参数对材料力学性能、冲模时间和孔隙率的影响。同时,通过偶联剂(KH550)和润湿剂(毕克358N)对其进行界面改性,并探究偶联剂和润湿剂对改性复合材料力学强度和热力学性能的影响,揭示其界面润湿增强机理。旨在优化RTM成型工艺参数,探究试验范围内最优工艺方案,同时通过改性提升复合材料界面性能,进而提升其物理性能,为竹纤维/环氧树脂复合材料的开发利用提供理论基础和数据支撑。主要研究内容及结果如下:(1)从竹纤维表面自由能和竹纤维与环氧树脂间的动态接触角两方面来考察环氧树脂E-51对竹纤维的润湿性。研究结果表明:竹纤维与环氧树脂间的动态接触角为76.63,两者间动态接触角小于90°,证明本实验所用环氧树脂对竹纤维有一定的润湿性。竹纤维的色散分量、极性分量和表面自由能经计算分别为27.25 mN/m、15.05 mN/m、42.30 mN/m;而环氧树脂的表面张力为41.30 mN/m,经偶联剂/润湿剂改性后,环氧树脂表面张力进一步下降,在润湿剂质量分数为2 wt%时,环氧树脂表面张力达到最低值31.33 mN/m;均低于竹纤维的表面自由能。因此,从热力学的角度判断,本实验所用环氧树脂可自发浸润竹纤维。(2)采用RTM成型工艺制备了竹纤维/环氧树脂复合材料,主要考察了纤维含量、注射压力、成型温度、真空度等RTM工艺参数对成型复合材料力学性能、孔隙率以及RTM工艺冲模时间的影响。研究结果如下:竹纤维增强体可有效增强竹纤维/环氧树脂复合材料的力学性能,且随着纤维含量在一定范围内(0～40wt%)的增大,复合材料的力学性能随之提高。但竹纤维在基体中达到40wt%后,继续提高纤维含量反而使复合材料力学性能下降。在纤维含量为40wt%时复合材料拉伸强度、抗冲击强度达到最佳,分别为52.74 MPa、131.41 J/m。综合而言,在本研究范围内,纤维含量为40wt%时,竹纤维/环氧树脂复合材料的综合力学性能最佳。TG与DSC测试表明,随着纤维含量的增加、复合材料的吸热峰提前、达到吸热峰峰值的温度也逐渐上升,这说明竹纤维的加入、降低了聚合物达到相同熔融程度的温度、缩短了聚合物的熔融时间。RTM工艺成型过程中,成型温度对复合材料性能影响最为明显,在纤维含量为40wt%、成型温度为120℃、注射压力为0.5MPa、真空度为-0.07 MPa时,竹纤维/环氧树脂复合材料拉伸强度达到最大值52.74MPa;注射压力升高,会导致冲模时间的降低,但随着注射压力不断升高,冲模时间的降低呈现出趋于平缓的趋势,在注射压力为0.9MPa时,冲模达到最小值62s;提高真空度可有效降低竹纤维/环氧树脂复合材料孔隙率。当真空度为-0.07MPa时,孔隙率达到最低值1.327%。(3)利用偶联剂/润湿剂对竹纤维/环氧树脂复合材料进行改性,主要研究了不同种类,不同添加量的改性剂对复合材料力学性能及动态热力学性能的影响。研究发现:环氧树脂经偶联剂/润湿剂改性后,BF/EP复合材料拉伸、弯曲、抗冲击等力学性能得到显著提高,其中偶联剂改性对力学性能的改善有更明显的作用。当竹纤维含量为40%,偶联剂质量分数为3 wt%时,复合材料的力学性能达到最优,其拉伸强度、弯曲强度、抗冲击强度分别为74.76 MPa、91.76 MPa、214.92 J/m;偶联剂改性后复合材料的储能模量提高、损耗模量降低;润湿剂改性后,材料损耗模量较偶联剂更明显降低,两种改性均使材料的动态热力学性能得到提高;通过SEM和FTIR的分析表明,偶联剂和润湿剂均可通过改善树脂的润湿性来提高树脂与纤维间的界面相容性。