纤维纤维及其复合材料的环境老化:视觉,机械和微观结构方面

科学领域:

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• 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:

• 和西萨尔等纤维纤维是复合材料中可持续的替代品.
• 了解这些天然纤维复合材料在各种环境条件下的长期性能对于它们的应用至关重要.
• 用天然纤维增强的聚烯复合材料由于其环保性质而获得了吸引力.

研究的目的:

• 为了评估内混合织造的柔特-西萨尔纤维纤维及其聚烯复合材料的性能和降解机制.
• 研究在不同介质 (蒸水,植物油,溶液) 中长时间老化的影响,对材料的化学成分和结构性质关系.
• 为了确定这些天然纤维复合材料在模拟环境应力下的耐用性和机械性质的保留.

主要方法:

• 丝纤维增强的聚烯复合材料在蒸水,植物油和溶液中经过长达6个月的老化.
• 进行了化学成分分析,重点关注纤维素和半纤维素含量,以了解降解.
• 机械性能包括拉力强度,屈曲强度,拉力模块和屈曲模块在老化前后被测量.
• 进行视觉检查以评估表面变化和美观退化.

主要成果:

• 和水的老化显著降解了纤维和减少了机械性能,在暴露6个月后观察到的最大减少.
• 在6个月的老化后,拉力强度降低了多达34%,曲强度降低了20%,拉力模块降低了58%,曲模块降低了52%.
• 在植物油中老化的复合材料表现出持续的耐用性,机械性能损失最小.
• 在和水中老化的样本中,视觉退化很突出,而油中老化的样本没有显著的视觉变化.

结论:

• 老化介质的选择极大地影响了柔性聚烯复合材料的长期性能和耐用性.
• 和水是有害的老化环境,导致显著的材料降解和差的界面特性.
• 植物油具有有利的老化介质,保持复合材料的机械完整性和视觉外观,这表明在暴露在油污环境中的应用潜力.