多种羧酸改性核桃壳废料作为环氧树脂基复合材料天然填料的应用

摘要整理

本研究采用化学改性核桃壳（WS）作为生物基环氧复合材料的填充材料，并以不同质量比例（10%~50%）添加到基体中。核桃壳先经碱处理，随后用三种不同有机酸（柠檬酸[CA]、草酸[OA]和甲酸[FA]）进行改性。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜（SEM）/能谱分析（EDX）和热重分析仪对核桃壳进行表征。采用SEM和X射线衍射观察复合材料的形貌。研究了酸类型和核桃壳含量对力学性能、热性能和吸水性能的影响。柠檬酸改性核桃壳（CA-WS）复合材料获得最大拉伸强度124.8 MPa，其次为草酸改性核桃壳（OA-WS）117 MPa和甲酸改性核桃壳（FA-WS）96.5 MPa。酸改性对杨氏模量有正效应，环氧树脂的杨氏模量增加了5.45%~50.91%。处理对硬度影响不显著。复合材料中改性核桃壳的最优含量为20 wt%。含20 wt% 核桃壳复合材料的吸水率在2.78%~3.42%范围内，且随填料含量增加而增加。然而，这一趋势和热性能的轻微下降对于制造低成本、生物基、环保型环氧产品不构成关键障碍。

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