微粒大理石粉对针刺非织造麻纤维增强聚合物复合材料力学和热力学性能的影响

摘要整理

本研究探讨了微粒大理石粉作为填料在针刺非织造麻纤维增强聚合物复合材料中的应用效果，该复合材料通过真空辅助树脂传递模塑（VA-RTM）工艺制备。通过在控制环境下改变填料含量（0~24 wt%，间隔8 wt%），制备了四种不同配比的颗粒填充复合材料。随着填料含量增加，弯曲强度、层间剪切强度、压缩强度和冲击强度均得到增强，相比未填充复合材料的改善率为14%~33%。然而，拉伸强度随填料含量增加而下降。本研究重点关注高温应用性能，采用动态力学分析（DMA）在三点弯曲模式下进行测试，频率为1 Hz，温度为函数变量。断裂韧性方面，随填料含量变化（0、8、16、24 wt%），断裂韧性相比未填充复合材料分别提高约22%、27%和59%。同时进行了断裂韧性的数值模拟，与实验结果对比偏差在0%~4%范围内，R²值达0.984。研究结果表明，该复合材料可应用于低端住宅建筑领域，同时实现了废弃大理石粉的有效利用，具有显著的环保意义。

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