水吸收对亚麻-大麻混杂增强复合材料热机械和粘弹性能的影响研究

摘要整理

天然纤维增强聚合物复合材料的发展展现了在工程应用中的经济和环保优势。本研究调查了水吸收对长期浸水服役复合材料性能的影响。采用压缩手工铺层工艺制备了不同纤维含量的亚麻-大麻增强环氧复合材料，系统表征了其物理性能（密度、吸水率）、热机械性能（拉伸、弯曲、导热系数、动态力学分析）和形貌特征（扫描电子显微镜）。结果表明：纯大麻增强复合材料（S1）的吸水能力最强，而纯亚麻复合材料（S5）最低。高吸水率对复合材料力学性能产生不利影响，但混杂复合材料（S2、S3、S4）性能优于S1。吸水增加了复合材料导热系数，S1最高（0.82 W/mK），S5最低（0.48 W/mK）。水分子对粘弹性能产生有害影响，S3表现最佳，在湿态条件下储存模量（12%）和玻璃转变温度（4°C）的降幅最小，而S1分别降低30%和相应幅度。对干态、饱和和再干燥条件下复合材料的热机械性能进行了对比分析。采用扫描电子显微镜表征了水吸收影响下的形貌和断裂行为。讨论了水分子对吸湿热老化指数和扩散系数的影响。总体而言，亚麻与大麻纤维的混杂增强相比纯大麻增强复合材料（S1）显示出更优的综合性能。

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