环氧树脂/玻纤/纤维素纳米纤维混杂复合材料的力学、形态学和热性能研究

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玻纤增强聚合物复合材料通常以层板复合材料形式制备。由于纤维与聚合物基体之间粘结力较弱，常发生分层失效。为克服分层问题，研究者考虑加入极低含量的纳米材料。本研究评估了纤维素纳米纤维（CNFs）对环氧树脂/玻纤/CNFs混杂复合材料力学、形态学和热性能的影响。采用手工铺层、真空袋压和压缩工艺制备了含1 wt%和2 wt% CNFs的混杂复合材料。通过拉伸、弯曲、短梁剪切和冲击试验评估复合材料的力学性能，采用热重分析（TGA）评估热稳定性。结果表明，加入1 wt% CNF后，环氧树脂/玻纤复合材料的拉伸强度和模量分别提高了9%和10%，弯曲强度和模量分别增加了16%和6%。扫描电镜（SEM）观察显示CNF与玻纤之间存在强相互作用，且玻纤周围形成了薄的环氧树脂界面层。此外，向环氧树脂/玻纤复合材料中引入1 wt% CNF使层间剪切强度提高了11%，而热稳定性保持不变。研究结果表明，适量CNF的加入可有效改善复合材料的层间性能，是克服分层失效的有效途径。

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