全 文 ：复 合 材 料 学 报 第３０卷 　 第５期 　　１０月 　２０１３年
Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ Ｖｏｌ．３０ Ｎｏ．５ Ｏｃｔｏｂｅｒ　 ２０１３
文章编号：１０００－３８５１（２０１３）０５－００２１－０８
收到初稿日期：２０１２－１０－０９；收到修改稿日期：２０１２－１２－１３；网络出版时间：２０１３－０１－１８　１１：０２：２５
网络出版地址：ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／１１．１８０１．ＴＢ．２０１３０１１８．１１０２．００３．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金（５１２７３００７）；国家９７３项目（２０１０ＣＢ６３１１００）
通讯作者：李　敏，博士，副教授，研究方向为先进树脂基复合材料　Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｅｅｍｙ＠ｂｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ
化学处理和吸湿水对剑麻纤维及其与树脂
界面性能的影响
高　聪，李　敏＊，王　娟，李艳霞，顾轶卓，孙志杰，张佐光
（北京航空航天大学 材料科学与工程学院，空天材料与服役教育部重点实验室，北京１００１９１）
摘　要：　使用ＫＭｎＯ４、ＮａＯＨ、阻燃剂、硅烷对剑麻纤维进行表面处理。采用单丝拉伸和微脱粘方法分别测试了
剑麻纤维的拉伸性能及其与改性丙烯酸酯、环氧树脂的界面性能，考察了吸湿水对剑麻纤维表面形貌、拉伸性能及
其与树脂界面粘结的影响，分析了相应的破坏模式。结果表明，经过表面化学处理后剑麻纤维的拉伸强度和模量均
有不同程度的下降，其中经ＫＭｎＯ４ 和硅烷处理后，纤维拉伸强度下降了４４％，经ＮａＯＨ处理后其拉伸强度降低了
２７％，阻燃剂处理对剑麻性能的影响不明显。表面化学处理还会降低剑麻纤维与改性丙烯酸酯的界面粘结强度，其
下降的幅度与纤维拉伸强度下降程度不一致，阻燃剂处理的剑麻／改性丙烯酸酯的界面强度最低，仅为２．０ＭＰａ，较
未处理剑麻纤维复合体系下降了８０％。经硅烷处理后，剑麻纤维的吸水率下降，吸水后其拉伸性能保留率高于未处
理剑麻纤维。湿态条件下未处理剑麻纤维与环氧树脂的界面强度为６．６ＭＰａ，高于硅烷处理剑麻／环氧树脂的界面
强度，其断口形貌表明硅烷处理可导致微纤之间的弱粘结，从而降低了剑麻纤维自身及其与树脂的界面性能。
关键词：　剑麻纤维；化学处理；吸湿；界面；拉伸性能
中图分类号：　ＴＢ３３２　　　文献标志码：　Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｗｉｔｈ　ｒｅｓｉｎ
ＧＡＯ　Ｃｏｎｇ，ＬＩ　Ｍｉｎ＊，ＷＡＮＧ　Ｊｕａｎ，ＬＩ　Ｙａｎｘｉａ，ＧＵ　Ｙｉｚｈｕｏ，ＳＵＮ　Ｚｈｉｊｉｅ，ＺＨＡＮＧ　Ｚｕｏｇｕａｎｇ
（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ａｎｄ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ（Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ），Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｈａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００１９１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ　ｗｉｔｈ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ　ｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅ，ｓｏｄｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｆｌａｍｅ
ｒｅｔａｒｄａｎｔ　ａｇｅｎｔ，ｓｉｌａｎｅ，ａｎｄ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　ｓｈｅａｒ
ｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＩＦＳＳ）ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｗｉｔｈ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ａｃｒｙｌａｔｅ　ａｎｄ　ｅｐｏｘｙ　ｒｅｓｉｎ　ｗｅｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｓｉｎｇｌｅ　ｆｉｂｅｒ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｍｅｔｈｏｄ
ａｎｄ　ｍｉｃｒｏ－ｄｒｏｐｌｅｔ　ｄｅｂｏｎｄｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｓｕｒｆａｃｅ
ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　ａｄｈｅｓｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｍｏｄｅ
ａｓ　ｗｅｌ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ａｆｔｅｒ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｎｄ　ｍｏｄｕｌｕｓ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ　ａｒｅ
ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｔｏ　ｖａｒｙｉｎｇ　ｄｅｇｒｅｅｓ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ，ｔｈｅ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｓ　ｏｆ　ｐｏｔａｓｓｉｕｍ
ｐｅｒｍａｎｇａｎａｔｅ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒｓ　ｂｏｔｈ　ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｂｙ　４４％，ｔｈｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｏｆ　ｓｏｄｉｕｍ　ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ
ｄｅｃｒｅａｓｅｓ　ｂｙ　２７％，ｗｈｉｌｅ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｆｌａｍｅ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｉｓ　ａｌｍｏｓｔ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｃａｎ
ｄｅｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ＩＦＳＳ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ／ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ａｃｒｙｌａｔｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｄｅｇｒｅｅｓ　ａｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｏｍ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｂｅｒ
ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｌｏｗｅｓｔ　ＩＦＳＳ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｆｏｒ　ｆｌａｍｅ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ／ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ａｃｒｙｌａｔｅ　ｗｉｔｈ　２．０ＭＰａ，
ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｂｙ　８０％ｉｎ　ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ．Ａｆｔｅｒ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｒａｔｅ
ｉｓ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｏｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ．Ｆｏｒ　ｔｈｅ
ｈｙｇｒｏｍｅｔｒｉｃ　ｓｔａｔｅ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ／ｅｐｏｘｙ，ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｈｏｗｓ　ＩＦＳＳ　ｏｆ　６．６ＭＰａ，ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｓｉｌａｎｅ
ｔｒｅａｔｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｅｎｄｓ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｂｏｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ
ｉｎｔｅｒ－ｆｉｂｒｉｌｓ，ｔｈｅｒｅｂｙ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｗｉｔｈ　ｒｅｓｉｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ；ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ；ｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
DOI:10.13801/j.cnki.fhclxb.2013.05.013
　　随着自然资源的日益枯竭和人类环保意识的不
断增强，植物纤维因其具有可再生性、生物降解性
和来源广泛等优点，利用植物纤维作为增强体的
“绿色复合材料”受到国内外学者的广泛关注。天然
植物纤维是一种不均匀的各向异性天然高分子材
料，主要由纤维素、半纤维素、果胶、木质素、蜡质
等组成，纤维表面含有大量羟基和酚羟基等极性官
能团，具有很强的亲水性和化学极性。通过各种化
学或物理方法对其表面进行改性，可使其部分生成
疏水的非极性化学官能团，从而提高植物纤维与疏
水性聚合物如聚丙烯、聚乙烯间的相容性，以提高
其界面性能［１－９］。
剑麻纤维的拉伸强度在麻类纤维中最高，且其
连续性好，质地坚韧，富于弹性、耐磨擦，与玻璃纤
维相比，成本低，比重小［３，９－１０］。因此，许多学者研
究了物理改性和化学改性方法对剑麻纤维结构、组
成及性能的影响，并对以剑麻纤维为增强体的复合
材料进行了相关研究［８－１５］。如Ｌｉ等采用数理统计的
方法分析了剑麻纤维的结构特性，考察了剑麻纤维
与高密度聚乙烯的界面性能［１４］，及剑麻纤维增强酚
醛复合材料的耐紫外老化性能等［１１］。Ｓａｎｇｔｈｏｎｇ等
采用胶束聚合方法提高剑麻纤维的界面粘结性［１６］。
Ｍｉｌａｎｅｓｅ探讨了剑麻纤维吸水量对剑麻／聚氨酯复合
材料拉伸性能的影响［１７］。这些研究表明，表面处理
可有效改善剑麻纤维与热塑性树脂基体间的界面性
能，同时表面处理往往使纤维自身的力学性能下降。
由于剑麻纤维壁本身具有独特结构［９，１８－１９］，使其力
学性能和断裂机制与传统纤维有所不同。因此，深
入分析剑麻纤维的拉伸和界面断裂机制对促进其可
靠应用至关重要。
针对这一背景，本文作者重点研究 ＫＭｎＯ４、
ＮａＯＨ、阻燃剂、硅烷处理等表面处理前后剑麻纤维
的结构、拉伸性能，以及纤维吸水性的变化规律，并
采用微脱粘方法对干态剑麻／树脂和湿态剑麻／树脂
的界面性能进行了测试分析，探讨了纤维及界面的
断裂破坏机制。研究结果对深入揭示剑麻纤维增强
复合材料的结构、力学、耐环境性能关系，为全面评
价植物纤维的表面处理效应提供了实验依据。
１　实验方法
１．１　原材料
实验所用剑麻纤维均由上海同济大学提供，包
括未经表面处理及 ＫＭｎＯ４、ＮａＯＨ、阻燃剂（磷
系）、硅烷 （ＫＨ－５５０）处理后的四种剑麻纤维。为
去除纤维中的吸附水气和表面杂质，实验测试前所
有纤维均在真空烘箱中７０℃干燥３ｈ。
化学处理方法：（１）高锰酸钾处理，首先将剑
麻纤维放置到稀释成０．０５５％的高锰酸钾丙酮溶液
中２ｍｉｎ，取出用丙酮清洗，再放置到６０℃烘箱中
烘干４ｈ以去除多余溶剂；（２）ＮａＯＨ处理，将剑
麻纤维放入浓度为５％的ＮａＯＨ水溶液中浸泡２ｈ，
处理之后清洗，再将天然纤维放入烘箱，在６０℃下
烘２４ｈ；（３）阻燃剂处理，将剑麻纤维放入浓度为
２０％的阻燃剂水溶液中浸泡１０ｍｉｎ，之后将水慢慢
挤干后放入烘箱，在６０℃下烘２４ｈ，之后再将烘箱
温度设为１６０℃进行３ｍｉｎ的焙烘；（４）硅烷处理，
先用丙酮将硅烷偶联剂稀释到６％的浓度，再将剑
麻纤维浸泡在其中２ｈ，取出后用丙酮清洗，放置
在６０℃的烘箱中烘干４ｈ。
双酚Ａ型Ｅ５１环氧树脂，环氧值０．４８～０．５４，
无锡迪爱生环氧树脂有限公司；环氧树脂的活性稀
释剂：１，４－丁二醇二缩水甘油醚 （ＸＹ６２２），达森
天津材料科技有限公司；固化剂：２－乙基－４－甲基咪
唑，天津市轩昂科工贸有限公司。在环氧体系中
Ｅ５１树脂与稀释剂、固化剂的混合质量比为
８５∶１５∶６，并在１３０℃固化２ｈ。改性丙烯酸酯胶
（ＨＬ－３０２），抚顺哥俩好化学有限公司，其树脂胶
与固化剂以质量比１∶１混合，并在室温条件下固
化１２ｈ。
１．２　纤维截面积的测试
实验采用金相显微方法观察剑麻纤维的截面形
貌，如图１所示，然后利用图像分析软件Ｉｍａｇｅ－
Ｐｒｏ－Ｐｌｕｓ　６．０测定并计算其截面周长和面积。每
种剑麻纤维均随机统计６０组以上，通过 Ｗｅｉｂｕｌ
图１　未处理剑麻纤维的截面形貌
Ｆｉｇ．１　Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎａｌ　ｍｅｔａｌｏｇｒａｐｈｉｃ　ｉｍａｇｅ　ｏｆ
ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ
·２２· 复 合 材 料 学 报
表１　干态和湿态剑麻纤维截面周长及截面积
Ｔａｂｌｅ　１　Ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ　ａｎｄ　ａｒｅａ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎｓ
Ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　 Ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　 ＫＭｎＯ４ ＮａＯＨ　 Ｆｌａｍｅ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　 Ｓｉｌａｎｅ
Ｐｅｒｉｍｅｔｅ／ｍｍ　 １．１７　 ２．００　 １．２８　 ２．１２　 １．６８
Ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ　ａｆｔｅｒ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ／ｍｍ　 １．５６ － － － １．８１
Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｒｅａ／ｍｍ２　 ０．０１６　 ０．０２８　 ０．０２０　 ０．０１９　 ０．０２０
Ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ａｒｅａ　ａｆｔｅｒ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ／ｍｍ２　 ０．０２５ － － － ０．０２１
分布对所测数据进行拟合，以拟合后的 Ｗｅｉｂｕｌ函
数数学期望作为纤维截面周长或面积的平均值，五
种干态剑麻纤维的数据如表１所示。
研究所用的剑麻纤维有干态和湿态两种。为了
不破坏湿态试样的拉伸断口形貌，实验采用光学显
微法测试湿态剑麻纤维的横截面，然后按照上述方
法统计得到纤维的截面周长和面积的平均值，结果
如表１所示。
１．３　纤维拉伸试样的制备与测试
首先用胶黏剂将一根完好的剑麻纤维固定在如
图２（ａ）所示的回型模具两端，保持与模具的长边平
行，随后将其置于烘箱中７０℃固化６ｈ，由此得到
单丝拉伸用的纤维试样。依据ＢＳＩ　ＳＯ１１５６６标准，
单丝拉伸实验在Ｉｎｓｔｒｏｎ３３４４电子万能试验机上进
行，拉伸速度为０．５ｍｍ／ｍｉｎ，跨距为２５ｍｍ。采
集测试过程的拉伸载荷－位移曲线，计算得到剑麻
纤维的拉伸强度、杨氏模量和断裂延伸率。每组试
样测试２０次以上，取平均值。
干态拉伸试样是由１３０℃干燥２ｈ的剑麻纤维
制成；湿态试样是将制好的剑麻纤维拉伸试样置于
２５℃的水浴箱中浸４０ｈ，然后测试其吸水率，并迅
速进行拉伸测试。
１．４　纤维的吸水率测试方法
首先用电子天平称量７０℃干燥后的剑麻纤维
质量，然后将纤维浸入２５℃水浴中，４０ｈ后取出纤
维并用滤纸吸干表面水分，并立即放入电子天平中
进行称量，依据下式计算得到纤维的吸水率：
Ｗα＝
Ｗｗ－Ｗ０
Ｗ０ ×
１００％ （１）
式中：Ｗ０ 为纤维初始质量；Ｗｗ 为纤维浸水后用滤
纸吸干后所称质量。
１．５　微脱粘测试方法
实验采用微珠脱粘方法，通过复合材料界面评
价装置 （ＨＭ４１０，东荣产业株式会社）测试剑麻纤
维与树脂的界面粘结强度。实验过程中首先将图
图２　纤维拉伸和微脱粘试样的示意图
Ｆｉｇ．２　Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ　ｉｍａｇｅ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ａｎｄ
ｍｉｃｒｏ－ｄｒｏｐｌｅｔ　ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ
２（ｂ）所示Ｕ型试样模具置于可三维移动的试验台
上，调整模具位置使纤维恰好处于上下两刀片的间
隙处，打开刀口，移动模具，使树脂微珠移至刀口
处，然后闭合刀口至其几乎接触纤维但未触及，在
０．１ｍｍ／ｍｉｎ的移动速度下开始测试，记录树脂微
珠剥离纤维时的最大载荷Ｆｍａｘ，并由下式计算界面
粘结强度（ＩＦＳＳ）：
τ＝ＦｍａｘＰｌｅ
（２）
式中：τ为剑麻纤维／树脂的界面粘结强度；Ｐ为树
脂微珠的长度；ｌｅ为纤维的截面周长。由于剑麻的
截面为大小不均的腰果形（图１），实验中ｌｅ取值由
纤维截面显微照片统计得到，见表１。
实验将制备好的剑麻纤维／树脂微珠试样在室
温条件下水浸４０ｈ，测试分析吸水后剑麻纤维／树
脂的界面性能，需要注意的是测试前需用滤纸轻轻
拭干试样表面的水分。
１．６　破坏模式分析
实验采用扫描电子显微镜ＣＳ３４００对上述剑麻
·３２·高　聪，等：化学处理和吸湿水对剑麻纤维及其与树脂界面性能的影响
纤维单丝拉伸试样和微珠脱粘试样的断裂形貌进行
观察，样品均需经过喷金处理。
２　结果与讨论
２．１　化学处理对剑麻纤维及界面性能的影响
图３为未经表面处理剑麻纤维的典型拉伸断口
形貌，图４为其应力－应变曲线。可以看出，由于剑
麻纤维本身是由一束中空微纤组成的复合结构，拉
伸测试中会出现多种断裂的混合破坏模式：（１）拉伸
过程中剑麻纤维内所有微纤同时断裂，断口较平整，
呈典型脆断形貌，如图３（ａ）所示，对应于图４中曲线
Ａ。（２）在拉伸过程中，部分微纤首先发生断裂或拔
出，或微纤与微纤之间发生了一定程度的脱粘，表现
在应力－应变曲线上应力出现小幅下降（图４曲线
Ｂ），之后纤维可以继续承担载荷，直至整个纤维破
坏，其断裂形貌如图３（ｂ）和图３（ｃ）所示。
图３　未处理剑麻纤维的拉伸断裂形貌
Ｆｉｇ．３　Ｆａｃｔｕｒｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ
图４　未处理剑麻纤维的拉伸应力－应变曲线
Ｆｉｇ．４　Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｓｓ－ｓｔｒａｉｎ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ
　　表２为未经表面处理及ＫＭｎＯ４、ＮａＯＨ、阻燃
剂和硅烷表面处理的剑麻纤维拉伸强度和断裂伸长
率。可知，表面处理后剑麻纤维的拉伸强度降低，
其中以 ＫＭｎＯ４ 和硅烷表面处理的降低作用最显
著，使剑麻纤维的拉伸强度各降低了４４％，ＮａＯＨ
表面处理使剑麻纤维拉伸强度降低较小（２７％），而
阻燃剂处理后剑麻纤维的强度几乎与未处理纤维相
同。对于剑麻纤维的杨氏模量，ＫＭｎＯ４、硅烷和
ＮａＯＨ 表面处理使纤维模量减小，分别下降了
４８％、３２％、３０％，阻燃剂处理后剑麻纤维的杨氏
模量略有增加。另外，ＫＭｎＯ４ 表面处理使纤维的
断裂伸长率增加，其他表面处理使剑麻纤维拉伸断
裂伸长率均降低。另外，表２中纤维的强度和模量
数据的离散系数分别在１６％～２８％和２４％～３１％
之间，与人造增强纤维如玻璃纤维、碳纤维等的性
能相比离散性较大。这是由于剑麻纤维是从剑麻作
物的叶子中抽取出来，再经一系列的化学处理而
得，剑麻纤维的天然生长特点造成其纤维直径和组
分的变化较大。图１所示的未经处理的剑麻纤维截
面，其腰果形状尺寸不一致、面积变化大，这极易
造成植物纤维的性能离散。
已有研究表明，化学处理可改变剑麻纤维的
化学组成，破坏纤维本身的结构，对纤维造成不
同程度的损伤［９，１９］。图５为不同处理方法剑麻
纤维的表面微观形貌。由图５（ｂ）可以看出，经
过 ＫＭｎＯ４ 处理后剑麻纤维表面变平滑，沟槽较
浅，纤维直径变大。由于 ＫＭｎＯ４ 具有很强的腐
蚀和氧化作用，可明显损伤纤维的本征结构，造成
其处理后剑麻拉伸强度明显降低。与此相比，
ＮａＯＨ处理属于物理改性，能使植物纤维中的部分果
·４２· 复 合 材 料 学 报
表２　未经表面处理及ＫＭｎＯ４、ＮａＯＨ、阻燃剂和硅烷表面处理的剑麻纤维的拉伸性能
Ｔａｂｌｅ　２　Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｂｙ　ＫＭｎＯ４，ＮａＯＨ，ｆｌａｍｅ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ
Ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　 Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ／ＭＰａ　 Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｍｏｄｕｌｕｓ／ＧＰａ　 Ｂｒｅａｋｉｎｇ　ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ／％
Ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　 ６９９±１３２　 ４７±１２　 １．６±０．４
ＫＭｎＯ４ ３９２±６１　 ２４±６　 １．８±０．５
ＮａＯＨ　 ５０７±１３０　 ３３±１０　 １．５±０．２
Ｆｌａｍｅ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　 ６９４±１９６　 ５１±１２　 １．４±０．２
Ｓｉｌａｎｅ　 ３９２±１０６　 ３２±１０　 １．３±０．３
图５　未经表面处理及ＫＭｎＯ４、ＮａＯＨ、阻燃剂和硅烷表面处理的剑麻纤维表面形貌
Ｆｉｇ．５　Ｓｕｒｆａｃｅ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｂｙ　ＫＭｎＯ４，ＮａＯＨ，ｆｌａｍｅ　ｒｅｔａｒｄａｎｔ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ
胶、木质素和半纤维素溶解，降低微纤的螺旋角，
因此纤维直径和表面形貌变化较不明显（图５（ｃ）），
其剑麻纤维拉伸性能的下降幅度较不明显。由图５
（ｄ）阻燃剂处理后剑麻纤维的直径和表面形貌可以
看出，部分微纤被刻蚀出次生壁纤维素的螺旋结
构，纤维表面的粗糙度略有增加。图５（ｅ）表明硅烷
处理使剑麻纤维表面出现大量絮状凸起，并且有凹
凸不平的表面孔隙结构，说明硅烷处理对剑麻纤维
的损伤较明显，这与纤维拉伸性能的大幅下降相
对应。
图６为未表面处理和四种表面处理后的剑麻纤
维与改性丙烯酸酯的界面粘结强度。可见，未经表面处
理的剑麻／改性丙烯酸酯的界面粘结强度最大，经过不
同表面处理后剑麻纤维与丙烯酸酯的界面粘结强度均
下降。依据界面强度由高至低依次是：ＮａＯＨ、硅烷、
ＫＭｎＯ４、阻燃剂处理的剑麻／丙烯酸酯。由表２可见，
经过表面处理后剑麻纤维的拉伸强度由高至低依次
是：阻燃剂、ＮａＯＨ、ＫＭｎＯ４和硅烷处理。由此可知，
表面处理方法对剑麻纤维自身力学性能及其与基体的
界面性能的影响规律不完全相同，其中阻燃剂处理对
剑麻力学性能影响最小，但其与改性丙烯酸酯的界面
性能下降幅度最大；ＫＭｎＯ４和硅烷处理对剑麻纤维及
其界面性能影响均较明显；ＮａＯＨ处理引起剑麻纤维
及其界面性能的下降幅度则较不明显。
·５２·高　聪，等：化学处理和吸湿水对剑麻纤维及其与树脂界面性能的影响
图６　不同表面处理的剑麻纤维与改性丙烯酸酯的界面粘结强度
Ｆｉｇ．６　Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　ｓｈｅａｒ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ（ＩＦＳＳ）ｆｏｒ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ａｃｒｙｌａｔｅ
２．２　吸湿水对剑麻纤维及其界面性能的影响
实验测试表明，经过水浸４０ｈ后未处理剑麻纤
维和硅烷处理剑麻纤维的吸水率分别达到９１％和
８０％。表３给出了两种剑麻纤维吸湿水后的拉伸强
度、模量、断裂伸长率，及相对干态纤维其性能的
变化幅度。可以看出，吸水后未经表面处理的剑麻
纤维的拉伸强度和模量由干态的 ６９９ ＭＰａ和
４７ＧＰａ分别下降５０％以上；而硅烷处理的剑麻纤
维吸水后其拉伸强度增加２５％至４９０ＭＰａ，杨氏模
量则下降１６％；同时，两种纤维的断裂伸长率与干
态相比分别增加３０％以上。由此说明，硅烷处理可
明显改善剑麻纤维的吸水性和耐水性。图７为两种
吸湿水剑麻纤维的拉伸破坏形貌。可以看出，浸水
后剑麻纤维自身结构均发生塌缩，其中未经化学处
理的剑麻纤维尤为严重。与图３干态纤维的拉伸断
裂形貌相类似，吸水后未处理剑麻纤维在拉伸过程
中仍呈现出多次断裂特征，如图７（ａ）所示。图７
（ｂ）中硅烷处理剑麻纤维在吸水后的拉伸断口较为
平整，说明其纤维在拉伸过程中不易发生微纤脱粘
和局部纤维破坏，纤维承载能力强，这也是硅烷剑
麻纤维浸水后的拉伸强度高于干态的原因之一。另
图７　未表面处理和硅烷表面处理的剑麻纤维
吸湿后拉伸断裂形貌
Ｆｉｇ．７　Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｉｍａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｂｅｄ　ｓｉｓａｌ
ｆｉｂｅｒｓ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｂｙ　ｓｉｌａｎｅ
外，硅烷偶联剂可与水反应生成硅醇，所生成的硅
醇可与剑麻纤维素分子的葡萄糖单元上的羟基进一
步发生脱水反应，从而与剑麻纤维的细胞壁产生化
学键合［９］。
表４为８０℃两种吸湿态剑麻与环氧树脂的接
触角。可以看出，吸水后未处理剑麻纤维与环氧树
脂的接触角较小，说明其与树脂的浸润性优于硅烷
处理的剑麻。同时，两种湿态纤维与环氧树脂的界
面粘结强度分别为６．６ＭＰａ、５．３ＭＰａ，即未处理
剑麻纤维表现出较硅烷处理剑麻纤维更高的界面性
能。这些结果证明，硅烷处理可降低剑麻纤维与环
表３　水浸后未处理剑麻和硅烷处理剑麻纤维的拉伸性能
Ｔａｂｌｅ　３　Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ａｆｔｅｒ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｉｎ　ｗａｔｅｒ
Ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ
Ｆｉｂｅｒ　ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
σｔ／ＭＰａ Ε／ＧＰａ εｍａｘ／％
Ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ　ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｒｙ　ｆｉｂｅｒｓ
Δσｔ／％ ΔＥ／％ Δεｍａｘ／％
Ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　 ２８５±７４　 １３±４　 ２．２±０．４ －５９ －７２　 ３８
Ｓｉｌａｎｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　 ４９０±１２７　 ２７±８　 １．９±０．６　 ２５ －１６　 ３２
·６２· 复 合 材 料 学 报
表４　湿态剑麻纤维与环氧树脂在８０℃的接触角
及界面粘结强度
Ｔａｂｌｅ　４　Ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅｓ　ａｎｄ　ＩＦＳＳ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｈｙｇｒｏｍｅｔｒｉｃ
ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ａｎｄ　ｅｐｏｘｙ　ａｔ　８０℃
Ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　 Ｃｏｎｔａｃｔ　ａｎｇｌｅ／（°） ＩＦＳＳ／ＭＰａ
Ｕｎｔｒｅａｔｅｄ　 ４８　 ６．６±０．７
Ｓｉｌａｎｅ　 ６０　 ５．３±０．４
氧类树脂体系的界面相容性和粘结性能，这与
剑麻纤维表面结构和成分的变化有关。
图８是两种剑麻纤维从环氧树脂微珠中脱粘的
破坏形貌。可见未经处理的剑麻纤维在拉伸至脱粘
过程中，纤维表面局部有少量微纤发生一定程度的
变形（图８（ａ）、８（ｃ）），而硅烷处理的剑麻纤维在树
脂发生脱粘后，仍然保持原有的整体形貌，其环氧
树脂珠出现明显裂纹（图８（ｂ）、８（ｄ））。为进一步
探讨植物纤维与环氧树脂间的脱粘机制，采用
ＳＥＭ观察了树脂微珠内剑麻纤维的粘结状态。未
经处理剑麻纤维的脱粘表面留有明显的树脂包覆
层，而硅烷处理的剑麻纤维的脱粘表面则几乎没有
环氧树脂残留。这证明未经处理剑麻纤维与树脂的
粘附性强，具有较高界面粘结强度；而硅烷处理后
剑麻纤维中的半纤维素和木质素成分减少，微纤间
粘结较弱，并且硅烷剑麻纤维与树脂的相容性和粘
结强度较低，因此当树脂微珠从纤维表面脱粘时，
仅有少量微纤发生滑脱，纤维表面几乎没有树脂
残留。
图８　剑麻纤维／环氧树脂微珠脱粘的破坏形貌
Ｆｉｇ．８　Ｆｒａｃｔｕｒｅ　ｉｍａｇｅｓ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ／ｅｐｏｘｙ　ｍｉｃｒｏ－ｄｒｏｐｌｅｔ
３　结　论
（１）由于自身结构特点，剑麻纤维在拉伸测试
中呈多种断裂混合破坏模式，而且力学性能的分散
性较大。经过化学处理后剑麻纤维的拉伸强度和模
量均有不同程度的下降，其中ＫＭｎＯ４ 和硅烷处理
使得纤维性能下降最明显，其次是ＮａＯＨ处理，而
阻燃剂处理对剑麻性能的影响较不明显。
（２）表面化学处理后剑麻纤维与改性丙烯酸酯
的界面粘结强度降低，其中阻燃剂和ＫＭｎＯ４ 处理
对界面性能的影响最显著，这与不同剑麻纤维拉伸
性能的变化规律不一致。
（３）硅烷化学处理可减少剑麻纤维的吸水率，
同时硅烷处理纤维吸水后的力学性能保留率高于未
经表面处理的剑麻纤维。
（４）对于湿态剑麻／环氧界面性能，未处理剑
麻纤维的界面粘结强度高于硅烷处理的剑麻纤维，
浸润性亦是前者高于后者。微脱粘断口形貌表明，
硅烷处理导致纤维中微纤间的弱粘结，从而使剑麻
纤维及其与树脂的界面性能降低。
参考文献：
［１］　Ｌｉ　Ｘ，Ｔａｂｉｌ　Ｌ　Ｇ，Ｐａｎｉｇｒａｈｉ　Ｓ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌ
ｆｉｂｅｒ　ｆｏｒ　ｕｓｅ　ｉｎ　ｎａｔｕｒａｌ　ｆｉｂｅｒ－ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：Ａ　ｒｅｖｉｅｗ
［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００７，１５：２５－３３．
［２］　解　英，吴宏武．表面处理方法对植物纤维增强高分子基复合
材料性能的影响评述 ［Ｊ］．化工进展，２０１０，２９（７）：１２５６－
１２６２．
Ｘｉｅ　Ｙｉｎｇ，Ｗｕ　Ｈｏｎｇｗｕ．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｕｒｆａｃｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｎ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｖｅｇｅｔａｂｌｅ　ｆｉｂｒｅ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ［Ｊ］．
Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ，２０１０，２９（７）：
１２５６－１２６２．
［３］　郑玉涛，陈就记，曹德榕．改进植物纤维／热塑性塑料复合材
料界面相容性的技术进 ［Ｊ］．纤维素科学与技术，２００５，３（１）：
４５－５５．
Ｚｈｅｎｇ　Ｙｕｔａｏ， Ｃｈｅｎ　Ｊｉｕｊｉ， Ｃａｏ　Ｄｅｒｏｎｇ． Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｎ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃｓ／
ｎａｔｕｒａｌ　ｆｉｂｅｒｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｌｕｌｏｓｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，３（１）：４５－５５．
［４］　刘丽妍，黄　故．亚麻／聚丙烯机织复合材料薄板的制备与研
究 ［Ｊ］．玻璃钢复合材料，２００５，５５（９）：１７－２０．
Ｌｉｕ　Ｌｉｙａｎ，Ｈｕａｎｇ　Ｇｕ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌａｘ／ＰＰ
ｗｏｖｅｎ　ｓｈｅｅｔ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ［Ｊ］．Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃ／
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，２００５，５５（９）：１７－２０．
［５］　Ｏｋｓｍａｎ　Ｋ，Ｓｋｒｉｆｖａｒｓ　Ｍ，Ｓｅｌｉｎ　Ｊ　Ｆ．Ｎａｔｕｒａｌ　ｆｉｂｒｅｓ　ａｓ
ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ（ＰＬＡ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，６３：１３１７－１３２４．
［６］　曹　勇，合田公一，吴义强，等．洋麻纤维增强全降解复合材
·７２·高　聪，等：化学处理和吸湿水对剑麻纤维及其与树脂界面性能的影响
料的制备及其弯曲模量 ［Ｊ］．复合材料学报，２００７，２４（３）：
２８－３４．
Ｃａｏ　Ｙｏｎｇ，Ｇｏｄａ　Ｋｏｉｃｈｉ，Ｗｕ　Ｙｉｑｉａｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ
ｆｌｅｘｕｒａｌ　ｍｏｄｕｌｕｓ　ｏｆ　ｂｉｏｄｅｇｒａｄａｂｌｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ
ｋｅｎａｆ　ｆｉｂｅｒｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２００７，２４
（３）：２８－３４．
［７］　吴　茵，龙春光．苎麻增强聚醚砜复合材料的制备及摩擦学性
能研究 ［Ｊ］．工程材料应用，２０１０，３８（５）：１０－１１．
Ｗｕ　Ｙｉｎ， Ｌｏｎｇ　Ｃｈｕｎｇｕａｎｇ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒａｍｉｅ　ｆｉｂｅｒ
ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｐｅｓｕ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ ［Ｊ］．
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，２０１０，３８（５）：１０－１１．
［８］　Ｓｒｉｎｉｖａｓａｂａｂｕ　Ｎ，Ｒａｏ　Ｋ　Ｍ　Ｍ，Ｋｕｒｍａｒ　Ｊ　Ｓ．Ｔｅｎｓｉｌｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｋｒａ　ｗｏｖｅｎ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００９，３
（４）：４０３－４１０．
［９］　Ｌｉ　Ｙ，Ｍａｉ　Ｙ　Ｗ，Ｙｅ　Ｌ．Ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｒｅ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：Ａ　ｒｅｖｉｅｗ
ｏｆ　ｒｅｃｅｎｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０００，６０：２０３７－２０５５．
［１０］徐　欣，程光旭，刘飞请．剑麻纤维的改性及其在摩擦材料中
的应用 ［Ｊ］．复合材料学报，２００６，２３（１）：１２９－１３５．
Ｘｕ　Ｘｉｎ，Ｃｈｅｎｇ　Ｇｕａｎｇｘｕ，Ｌｉｕ　Ｆｅｉｑｉｎｇ．Ｍｏｄｉｆｙｉｎｇ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ａｎｄ
ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｓａｌ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｒｅｓｉｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２００６，２３（１）：１２９－１３５．
［１１］罗　业，李　岩．无捻剑麻纤维增强复合材料的制备及性能研
究［Ｃ］／／复合材料：创新与可持续发展（上册）．北京：中国学
术期刊电子杂志社，２０１０：２３８－２４２．
Ｌｕｏ　Ｙｅ，Ｌｉ　Ｙａｎ．Ｎｏｎ－ｔｗｉｓｔ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
［Ｃ］／／ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ
ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（Ｖｏｌｕｍｅ　１）．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｃｈｉｎａ　Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｊｏｕｒｎａｌ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｈｏｕｓｅ，２０１０：２３８－２４２．
［１２］韦　春，牟秋红，牛永亮，等．剑麻纤维／酚醛树脂复合材料的
动态力学性能、力学性能和热性能 ［Ｊ］．材料科学与工程学报，
２００５，２３（６）：８３９－８４２．
Ｗｅｉ　Ｃｈｕｎ，Ｍｕ　Ｑｉｕｈｏｎｇ，Ｎｉｕ　Ｙｏｎｇｌｉａｎｇ，ｅｔ　ａｌ．Ｄｙｎａｍｉｃ
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｍａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｒｅ／ｐｈｅｎｏｌ　ｆｏｒｍａｌｄｅｈｙｄｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００５，２３（６）：
８３９－８４２．
［１３］Ｍｅｇｉａｔｔｏ　Ｊ　Ｄ，Ｒａｍｉｒｅｓ　Ｅ　Ｃ，Ｆｒｏｌｉｎｉ　Ｅ．Ｐｈｅｎｏｌｉｃ　ｍａｔｒｉｃｅｓ　ａｎｄ
ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｗｉｔｈ　ｈｙｄｒｏｘｙｌ　ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ　ｐｏｌｙｂｕｔａｄｉｅｎｅ
ｒｕｂｂｅｒ：Ｉｍｐａｃｔ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｗａｔｅｒ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ
ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅｒｍｏｓｅｔｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｃｒｏｐｓ　ａｎｄ
Ｐｒｏｄｕｃｔｓ，２０１０，３１：１７８－１８４．
［１４］Ｌｉ　Ｙ，Ｈｕ　Ｃ　Ｊ，Ｙｕ　Ｙ　Ｈ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ　ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒ
ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｈｉｇｈ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ（ＨＤＰＥ）ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．
Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：Ｐａｒｔ　Ａ，２００８，３９：５７０－５７８．
［１５］卢　珣，章明秋，容敏智，杨桂成，曾汉民．剑麻纤维增强聚
合物基复合材料 ［Ｊ］．复合材料学报，２００２，１９（５）：１－６．
Ｌｕ　Ｘｕｎ，Ｚｈａｎｇ　Ｍｉｎｇｑｉｕ，Ｒｏｎｇ　Ｍｉｎｚｈｉ，Ｙａｎｇ　Ｇｕｉｃｈｅｎｇ，Ｚｅｎｇ
Ｈａｎｍｉｎ．Ｓｉｓａｌ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ ［Ｊ］．Ａｃｔａ
Ｍａｔｅｒｉａｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２００２，１９（５）：１－６．
［１６］Ｓａｎｇｔｈｏｎｇ　Ｓ，Ｐｏｎｇｐｒａｙｏｏｎ　Ｔ， Ｙａｎｕｍｅｔ　Ｎ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｕｎｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｄｍｉｃｅｌａｒ－ｔｒｅａｔｅｄ　ｓｉｓａｌｆｉｂｅｒ［Ｊ］．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ：
Ｐａｒｔ　Ａ，２００９，４０（６／７）：６８７－６９４．
［１７］Ｍｉｌａｎｅｓｅ　Ａ　Ｃ，Ｃｉｏｆｆｉ　Ｍ　Ｏ　Ｈ，Ｖｏｏｒｗａｌｄ　Ｈ　Ｊ　Ｃ．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｎａｔｕｒａｌ　ｆｉｂｅｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｄｉａ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
２０１１，１０：２０２２－２０２７．
［１８］李冠石，殷雅俊，李　岩，等．剑麻纤维细胞壁之间的“Ｓｔｅｉｎｅｒ
树”［Ｊ］．科学通报，２００９，５４（１６）：２２８９－２２９３．
Ｌｉ　Ｇｕａｎｓｈｉ，Ｙｉｎ　Ｙａｊｕｎ，Ｌｉ　Ｙａｎ，ｅｔ　ａｌ．“Ｓｔｅｉｎｅｒ　ｔｒｅｅｓ”ｂｅｔｗｅｅｎ
ｃｅｌ　ｗａｌｓ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｓｃｉ　Ｂｕｌ，２００９，５４（１６）：２２８９－
２２９３．
［１９］王　娟，李　敏，王绍凯，等．剑麻纤维表面特性及其浸润行
为 ［Ｊ］．复合材料学报，２０１２，２９（４）：６９－７４．
Ｗａｎｇ　Ｊｕａｎ，Ｌｉ　Ｍｉｎ，Ｗａｎｇ　Ｓｈａｏｋａｉ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｕｒｆａｃｅ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｅｔｔｉｎｇ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｏｆ　ｓｉｓａｌ　ｆｉｂｅｒｓ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｍａｔｅｒｉａｅ
Ｃｏｍｐｏｓｉｔａｅ　Ｓｉｎｉｃａ，２０１２，２９（４）：６９－７４．
·８２· 复 合 材 料 学 报