生物基,纤维素长丝增强瓦尼林衍生的环氧复合物,用于高性能和阻燃应用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 高性能结构应用需要具有增强机械性能和固有的阻燃性先进材料.
• 天然纤维增强绿色复合材料 (NFRGCs) 为传统材料提供了可持续的替代品,但在实现高强度和耐火性方面经常面临挑战.

研究的目的:

• 开发一种基于生物的,高性能,阻燃性NFRGC,使用纤维素长丝 (CLF) 和素衍生的环氧树脂 (VDE).
• 评估开发的绿色复合材料的机械性能,阻燃性,疏水性和化学稳定性.

主要方法:

• 使用简单的手工布置和压缩成型技术制造绿色复合材料.
• 机械性能的表征,包括屈曲强度和模量.
• 使用UL-94测试对阻燃性进行评估.
• 通过测量水接触角度和化学稳定性测试来评估疏水性.

主要成果:

• 与整洁的VDE树脂相比,NFRGC的屈曲强度 (100.9%) 和屈曲模量 (346%) 显著增加.
• 该复合材料在UL-94测试中获得了V-0评级,尽管CLFs具有易燃性,但其表现出极好的阻燃特性.
• 在104.2°的水接触角下观察到出色的疏水性,同时在各种酸性和有机溶剂中具有良好的化学稳定性.

结论:

• 开发的生物基绿色复合材料成功地结合了高强度和内在阻燃性.
• 该材料显示出在要求高强度和阻燃性结构应用中使用的巨大潜力.
• 这项工作突出了利用各种生物资源的可行性,用于先进的复合材料开发.