含有生物炭的聚基复合材料的机械和风病学评估

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
• 复合材料 复合材料 复合材料

背景情况:

• 可生物降解的聚合物在复合材料应用中提供了可持续的替代品.
• 生物炭是一种富含碳的材料,被探索作为填充剂来修改聚合物特性.
• 了解填充剂含量效应对于优化复合材料性能至关重要.

研究的目的:

• 为了研究可生物降解复合材料的机械性质变化,具有不同的生物碳含量.
• 为了评估生物炭作为填充剂对Poly{1,4-乙烯基酸盐-co-1,4-乙烯二甲酸盐) /多酸 (PBAT/PLA) 和多酸/多[{R}-3-基酸-co-4-基酸] (PLA/P{3HB-co-4HB)) 矩阵的影响.
• 为了确定特定机械要求的最佳成分.

主要方法:

• 制造PBAT/PLA/生物炭和PLA/P(3HB-co-4HB) /生物炭复合材料,其中生物炭含量为0-30%的重量.
• 机械测试包括拉力测试和Charpy冲击测试.
• 风湿学分析以确定复杂粘度.

主要成果:

• 拉伸模量增加到100%的30重%生物炭.
• 断裂时的延长显著减少 (高达65%),随着生物碳的增加.
• 在含有较高生物炭的PLA/P(3HB-co-4HB) 复合材料中,拉伸强度下降.
• 冲击强度和脆性随着两个矩阵中的生物碳含量增加.
• 复合粘度随着生物碳含量增加而增加,而随着角频率下降.

结论:

• 添加生物炭显著改变可生物降解复合材料的机械性能.
• 增加的生物碳含量会导致增强的刚性,但降低柔性和性.
• 特定的可生物降解矩阵会影响属性变化的程度.
• 仔细控制生物碳含量是必要的,以量身定制复合材料的性能.