坚固且圆形的玻璃纤维复合材料通过量身定制的动态玻尿酸 Ester 接口

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物化学 聚合物化学
• 可持续工程 可持续工程

背景情况:

• 传统的玻璃纤维增强聚合物 (GFRP) 复合材料面临着由于非可脱聚合的热基质的生命周期结束后的回收挑战.
• 由于GFRP的接口粘附不足,可能导致纤维矩阵分层,从而损害长期性能.
• 由于其有限的可回收性,现有的GFRP有助于填埋废物.

研究的目的:

• 设计坚固和闭环可回收的GFRP,具有动态纤维矩阵接口.
• 为了使用GFRP应用,从上循环的聚乙烯-b-聚乙烯 (SEBS) 提取的新型玻璃制剂.
• 调查GFRP复合材料中增强机械性能和可修复性的潜力.

主要方法:

• 从上循环的SEBS中开发一种用乙烯 (S-Bpin) 功能化的玻璃基质矩阵.
• 在无尺寸的玻璃纤维 (GF) 表面上,基基组和基组之间形成动态共价键.
• 使用拉曼映射进行界面性质的表征,并评估机械性能 (剪切性,拉伸强度) 和粘附性 (切强度).

主要成果:

• 与传统的环氧基GFRP相比,飞机内剪切性增加了552%,最终抗拉强度增加了27%.
• 消除了对纤维尺寸的需求,因为纤维与未经尺寸的GF表面直接结合.
• 经过证明的热可塑性,微裂的修复性,以及对各种表面 (钢,玻璃) 的强附着性,具有≥6 MPa的围剪切强度.

结论:

• 动态纤维矩阵接口策略使得能够创建坚固的,闭环可回收的GFRP.
• 开发的GFRP为不可回收的热复合材料提供了一个可持续的替代方案,促进循环经济.
• 该材料的性能支持各种工业应用,需要结构完整性和可回收性.