亚麻/碳纤维/凯夫拉纤维增强环氧树脂混杂复合材料的力学和热性能

摘要整理

近年来，环保意识的提高促进了生物基材料在各类工程结构应用中的开发。研究人员致力于开发利用易获得、可再生和可生物降解天然资源的可持续材料。虽然混杂纤维增强复合材料的研究取得显著进展，但如何优化选择和组合增强纤维以适应不同应用的基本问题仍未得到充分解决。本研究通过结合两种天然纤维与不同合成纤维的组合，评估混杂纤维复合材料的性能，为工程应用开发提供依据。采用手工铺层工艺制备四层复合材料层板，研究了亚麻、凯夫拉、碳纤维及碳纤维-凯夫拉混杂纤维增强环氧树脂复合材料的铺层序列对力学和热性能的影响。通过拉伸、弯曲、层间剪切、冲击测试以及热性能、吸水性、接触角测量和扫描电子显微镜分析，评估了复合材料的性能。结果表明，碳纤维/亚麻混杂复合材料（CFFC）相比凯夫拉/亚麻（KFFC）、混杂/亚麻（HFFC）和纯亚麻（FFFF）层板具有更优异的性能，拉伸强度达178.48 MPa，拉伸模量2132 MPa，弯曲强度378.86 MPa，弯曲模量15.76 GPa，层间剪切强度13.91 MPa，冲击强度13.86 MPa，且吸水性能更好。铺层序列研究表明，亚麻与合成纤维的混杂增强了复合材料性能，外层合成纤维的引入有效提升了复合材料的综合性能。研究结果表明混杂亚麻纤维复合材料可有效应用于各类轻质工程结构。

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