加捻植物纤维增强聚氨酯复合材料的力学特性与疲劳性能

采用多维植筋法制备了软质聚氨酯泡沫/加捻植物纤维（FPUF/TPF）复合材料，研究了植筋方向、TPF毛羽率及植筋体积分数对FPUF/TPF结合界面、力学性能、耐疲劳性能的影响。结果表明，植筋后复合材料的力学性能及耐疲劳性能均有所提升，植筋体积分数在0.35 %~0.7 %之间时，复合材料能在保证轻质的前提下得到较好的性能增强。植筋后力学性能的增强表现为压陷硬度提升，最高可提升89.69 %；压陷比普遍提高，最高达3.56，提升了37.98 %，支撑性能得到提升；横向植筋样品的滞后损失率普遍降低，作为垫材时样品舒适感提升；纵向植筋样品的滞后损失率普遍升高，缓冲性能有所提升。植筋后复合材料耐疲劳性能的增强表现为抗蠕变抗变形能力提升，长时间使用后变形更小；40 %压陷硬度损失率最低为11.01 %，降低了38.59 %，植筋后的循环次数最高可达空白样品（FPUF）的4.1倍；压缩永久变形率较空白样品降低29.63 %。同时对比发现，横向植筋样品的结合界面优于纵向植筋，毛羽较少的TPF与聚氨酯的界面性能较好，过多的毛羽会一定程度上影响泡孔大小和形态。