吸湿热老化对短亚麻/玄武岩纤维混杂复合材料力学性能的影响

摘要整理

植物纤维增强聚乳酸复合材料因其轻质、环保和隔热性能优异，在汽车及其他工业应用中展现出广阔前景。然而，吸湿热条件下的性能严重衰减是植物纤维增强绿色复合材料的主要限制因素。引入高性能合成纤维进行混杂是解决此问题的有效途径。本研究评估了注射成型短亚麻/玄武岩纤维混杂复合材料在不同纤维含量下的吸湿热老化耐久性。通过在25°C和40°C蒸馏水中浸泡试样研究了复合材料的吸湿行为，采用接触角测试分析了纤维和复合材料对水的润湿性。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和差示扫描量热法（DSC）检测了混杂玄武岩纤维对复合材料老化性能的影响。通过准静态拉伸和三点弯曲试验测量力学性能，采用扫描电子显微镜（SEM）揭示失效机制。采用机器学习方法预测长期力学性能。结果表明：吸水率随温度升高而增加，在25°C和40°C分别遵循Fickian和Dual-Fickian扩散规律；玄武岩纤维的加入降低了吸水率并增强了力学性能；当亚麻纤维含量为30%、玄武岩纤维含量为7%时获得最优性能；过量玄武岩纤维导致团聚和性能恶化。支持向量回归（SVR）模型在该实验中表现出良好的相关性和预测精度。

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