一种厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法

技术特征：
1.一种厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将高性能纤维布裁剪成160mm
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160mm的布样，将搅拌后的树脂通过刮板均匀地刮涂在布样表面，将含有树脂的布样进行铺层叠放，各层高性能纤维布经纬纱方向一致，放置在热压机上，在60～90℃的温度下以1～10mpa的压力热压固化1～5h，得到高性能纤维增强板材；（2）将板材裁剪成160mm
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160mm
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1mm的板材片，按照浴比1:20～1:200将板材片加入到质量分数为1～8 %过氧化氢、质量分数为1～4 %的氢氧化钠混合液中，60～90℃的恒温水浴锅中加热处理0.5～2.5h，重复处理3～5次，除去木质素，反应结束后，用去离子水洗涤至中性，在70～90℃的温度下干燥5～8h，得到综纤维素材料；（3）将制备的综纤维素材料在含有0.5～8%的纤维素原纤溶液中完全浸润，将多块材料以叠合角度45
°
螺旋角度进行铺叠，在50～85℃的温度下以2～35mpa的压力热压2.5～14h，制得压缩木材；（4）将树脂放置在真空烘箱中，在-30kpa真空度下静置0.5～3h，去除气泡，将步骤（1）和（3）中得到的高性能纤维增强板材和压缩木材完全浸没在树脂胶液中，真空处理1～3h；（5）将表面包覆树脂的高性能纤维复合材料以及压缩木材取出，按5～90
°
的螺旋角度进行叠合，在60～120℃的温度下热压4～8h得到性能梯度防刺复合材料。2.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（1）中，高性能纤维为碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、pbo纤维中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（1）中，所述树脂包括热固性树脂及溶解于有机溶剂中的热塑性树脂。4.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（1）中，纤维布包括平纹及斜纹机织布以及非织造布。5.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（1）中，木材为软木或硬木，其中纤维素含量在20%以上。6.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（1）中，木材为竹材或纤维素纤维。7.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（2）中，去除木质素的混合溶液为：氢氧化钠和双氧水的混合溶液，或亚氯酸钠和乙酸的混合溶液，氯化胆碱和乳酸组成的低共熔溶剂以及氢氧化钠和亚硫酸钠混合溶液。8.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（3）中，综纤维素材料浸润在清水中，或浸润在含有0.5～5%浓度的纳米纤维素、微晶纤维素或者多巴胺的水溶液中；所述多层材料的叠合方式以5～90
°
的螺旋角度进行叠合。9.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（4）中，将步骤（1）和（3）中得到的高性能纤维增强板材和压缩木材表面涂覆树脂胶液。
10.根据权利要求1所述的厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，其特征在于上述步骤（5）中，多层材料叠合的方式能够根据目标需要自由组合，生物质基复合材料在上层、中层及下层变换；复合材料中纤维含有率为30～75%。

技术总结
一种厚度可变化的性能梯度轻质防刺复合材料制备方法，以高性能纤维及生物质纤维为原料，控制材料的化学组成，纤维含有率以及叠合的方式和螺旋角度，采用性能梯度叠合的方式，将断裂比功较大的生物基复合材料和高性能纤维复合材料叠合起来，形成一种性能梯度复合材料的制备方法，在确保不降低防刺效果的前提下减少复合材料的重量，具有板材密度低，价格低，部分可降解，防刺性能好等优点。并通过可拆卸的结构设计，实现防护产品的厚度可调节。实现防护产品的厚度可调节。


技术研发人员：陈长洁 沈雷鸣 王新厚
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2022/8/22