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研究人员探讨椰壳纤维表面处理对增强环氧树脂复合材料的影响

盖世汽车 Elisha 2022-09-02 10:16:19

盖世汽车讯 据外媒报道,最近,在《聚合物》(Polymers)杂志上发表的一篇论文中,研究人员提出了一种方法,可以提升椰壳纤维增强环氧树脂复合材料的表面特性。

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(图片来源:MDPI)

天然纤维具有可再生和环保性,可用于建筑、汽车和纺织等行业。此外,天然纤维的机械性能与合成纤维相似,但成本更低。在已知的天然纤维中,椰壳纤维(Coir)具有优异的机械性能,以及最佳伸长率,并能够增加环氧树脂的强度。此项研究旨在提高环氧树脂基材与椰壳纤维的适配性,从而提高界面粘结能力。

在此项研究中,该团队通过各种方法处理椰壳纤维,包括微波处理、碱处理、醋酸酐改性、3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性,以及合理组合方法。然后,使用傅立叶变换红外线(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对椰壳纤维进行后处理评估,并进行了单纤维拔出试验。

SEM显微图显示,不同的处理方法,对椰壳纤维表面非纤维素组分的还原程度不同,其中以碱处理的还原性最为明显。根据估算结果,碱处理与3-氨基丙基三乙氧基硅烷表面改性相结合的方法,能较好地提高椰壳纤维与环氧树脂的界面结合能力,界面剪切强度和拔出能分别为6.728 Mpa和40.237 N·mm。主要分析表明,该方法可以在界面处形成机械互锁和化学键,从而增强界面结合能力。

总的来说,试验证明,不论是复合处理技术,还是单一处理技术,均具有改善环氧树脂基体与椰壳纤维界面结合度的潜力。该研究为改善椰壳纤维增强环氧树脂复合材料的界面性能提供了更合适的方法,对深入研究天然纤维复合材料具有启示意义。

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