纤维体积分数和纤维长度对菠萝叶纤维/香蕉茎纤维/S玻璃混杂天然聚合物复合材料热性能和弯曲性能的影响

摘要整理

天然纤维增强复合材料在能源领域需求量不断增加，其环境影响几乎为零。天然纤维具有易回收、可降解、密度低、成本低等优势，但其热性能和弯曲性能低于常规纤维。本研究以氢氧化钠处理的菠萝叶纤维（PALF）和香蕉茎纤维作为增强体，与S玻璃纤维复合，系统研究了纤维体积分数和纤维长度对复合材料热性能和力学性能的影响。试验采用纤维体积分数30%、40%和50%，纤维长度20 cm、30 cm和40 cm的多个组合方案。结果表明：随着纤维体积分数和纤维长度增加，弯曲性能和热性能均得到提升，在纤维体积分数40%时达到最优，50%时开始下降。纤维长度对弯曲性能有正向影响，但对热性能有负向影响。采用混杂Taguchi灰色关联优化技术，确定PALF/S玻璃混杂复合材料在40%纤维体积分数和40 cm纤维长度条件下性能最优，获得最大弯曲强度、弯曲模量和储存模量，以及最低损耗模量。与香蕉茎/S玻璃混杂复合材料相比，PALF/S玻璃混杂复合材料的弯曲强度、弯曲模量和损耗模量分别提高7.80%、3.44%和1.17%，储存模量降低15.74%。

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