竹纤维属于天然纤维的一种,因其可再生、低成本、易回收的特点越来越受欢迎,但其制备的复合材料力学性能与人工纤维复合材料相比稍显不足,本文主要以提高竹纤维增强复合材料的力学性能及其应用性能做出以下研究工作:第一,对VARI工艺进行了详细的介绍和描述。研究铺层结构对竹-玻纤混杂复合材料力学性能的影响,设计并制备了六种不同铺层结构的混杂复合材料,并对六种不同铺层结构的复合材料进行弯曲、摆锤冲击、四种能量下的低速冲击以及冲击后压缩试验。得出结论:A5结构成本与性能平衡最好,与纯竹纤维复合材料相比,其弯曲强度、摆锤冲击强度、冲击峰值力分别提高了 120%、220.68%、371.38%。原因是,A5结构上层的竹纤维数量更多,在浸润过程中树脂吸收量大,发生纤维膨胀现象,孔隙率降低,增加竹纤维与树脂界面结合强度,从而提升A5结构的力学性能。第二,使用天然红柳经过炭化球磨等工艺方法,制备得到炭化红柳纳米颗粒(CRN),并将0 wt%、0.25 wt%、0.5 wt%、0.75 wt%、1wt%的CRN添加到树脂中,采用真空辅助树脂灌注(VARI)工艺制备CRN增强竹纤维/环氧复合材料。研究CRN含量的改变对竹纤维环氧树脂复合材料拉伸、短梁剪切和低速冲击性能的响应规律。结果表明,CRN为0.5 wt%时的拉伸强度最大,提高18.35%;CRN为0.25 wt%时的短梁剪切强度最高,提升了 38.96%,CRN为0.5 wt%的板材峰值载荷最大,吸收能量最小,刚度最大。其原因是层间粒子和层内粒子分别限制由低速冲击引起的分层与厚度方向的裂纹扩展,从而提高复合材料刚度。第三,在盐雾腐蚀试验箱中对5种不同含量的CRN增强竹纤维/环氧复合材料进行10天、20天、30天、40天加速腐蚀试验,测试不同CRN添加量腐蚀前后的增重率和力学性能,研究CRN作为纳米改性材料对复合材料盐雾腐蚀行为的影响。结果表明,复合材料增重率都呈先上升后下降的趋势,其中未添加CRN的试样腐蚀前后质量变化幅度最大;短梁剪复合材料切强度都呈现先上升后下降的趋势,0.25 wt%CRN含量的试样在整个腐蚀前后短梁剪切强度一直保持最大。因为CRN具有亲水性,吸收少量水分,使水分难以到达竹纤维,所以增重率下降。