石墨烯增强亚麻纤维-环氧复合材料在高温下的力学性能研究

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天然纤维作为聚合物基体的增强体，因其可生物降解和可再生特性，在复合材料领域应用日益广泛。天然纤维复合材料在常温下具有可接受的力学性能，适用于多种工业和结构应用。然而，关于天然纤维复合材料在服役高温条件下的力学性能研究仍然有限。纳米颗粒添加剂因能增强复合材料的力学、热学和物理性能而被广泛应用。本研究系统调查了不同石墨烯含量（0%、0.5%、1%和1.5%）的亚麻纤维-环氧复合材料在不同服役温度（20、40、60、80和100 °C）下的层间剪切强度（ILSS）和弯曲性能。通过力学测试和显微观察分析了亚麻纤维与环氧树脂的界面性能。结果表明，添加0.5%石墨烯时，复合材料的弯曲强度、弹性模量和层间剪切强度均获得显著提升。当石墨烯含量增加至1.0%和1.5%时，弯曲强度和ILSS强度的增强效果逐渐下降。扫描电镜观察表明，随着石墨烯添加量增加，天然纤维增强复合材料中因填料团聚引起的孔隙逐渐增多，这是性能下降的主要原因。

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