使用响应表面方法学优化注入帕尔米拉棕和纳米填充剂的环氧复合材料的介电常数

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
• 电气工程 电气工程

背景情况:

• 来自Borassus flabellifer的棕果纤维 (PF) 为聚合物复合材料提供了一个可持续的增强选项.
• PF的处理 (5%NaOH) 改善了表面特性和与环氧矩阵的界面粘附.
• 纳米填充剂如六角化 (h-BN), (Al2O3) 和多壁碳纳米管 (MWCNT) 可以增强复合材料的电气性能.

研究的目的:

• 开发和描述用处理的棕果纤维 (PF) 和各种纳米填充剂增强的环氧纳米复合材料.
• 在高频和电场条件下研究这些纳米复合材料的介电性质.
• 使用响应表面方法 (RSM) 优化组合以达到理想的介电常数.

主要方法:

• 棕果纤维被提取并用5%的性溶液处理.
• 环氧纳米复合材料是使用盒子-Behnken设计 (BBD) 方法制造的,具有不同的PF含量,网格大小和纳米填充剂类型 (h-BN,Al2O3,MWCNT).
• 使用各种电容器终端设置测量介电常数 (K),并使用响应表面方法 (RSM) 分析电气性能.

主要成果:

• 开发了纳米复合材料介电常数的预测模型,显示高精度 (R2接近1) 和正常分布的残余值.
• 评估了纤维重量百分比的影响 (Wt. %),纤维网状尺寸 (μm) 和纳米填充剂类型的电气性能.
• 在3重%的棕纤维含量,150微米的纤维网格大小和1重%的纳米h-BN时,实现了1.05的优化介电常数.

结论:

• 开发的环氧/PF纳米复合材料具有可调节的介电性质,受纤维特性和纳米填充剂含量的影响.
• RSM有效地建模和优化了纳米复合材料的介电常数.
• 该研究表明,使用处理的棕果纤维和纳米填充剂来制造先进的介电材料的潜力.