合成新的生物活性碳填充环氧复合材料

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
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 活性炭是增强聚合物特性的一种有价值的材料.
• 使用废物材料,如树果种子,为生产活性碳提供了一种可持续的方法.
• 环氧复合材料被广泛使用,但可以从改进的机械和热性能中受益.

研究的目的:

• 从废弃的树果种子中合成活性炭.
• 为了研究从树果种子中提取的活性碳作为填充剂对生物基环氧复合材料的特性的影响.
• 评估由此产生的环氧复合材料中的机械和热增强.

主要方法:

• 活性炭是通过在500°C下碳化树果种子来制造的.
• 活性炭的表面积被测量有和没有ZnCl2激活.
• 生物基环氧复合材料的制造含有0%,5%和10%的活性炭填充剂含量.
• 根据ASTM D638标准测试了机械性能 (抗拉强度,破裂延长) 和热性能 (LOI).

主要成果:

• 与ZnCl2合成的活性炭表现出较高的表面积 (873.93 m2/g) 与非活性炭 (1.52 m2/g) 相比.
• 与纯环氧相比,充满活性炭的环氧复合材料显示表面硬度和抗拉强度增加.
• 在一些充满活性碳的复合材料中观察到在断裂时的有限延长,但拉伸应力通常随着活性碳含量增加而增加.

结论:

• 废弃的花果种子可以有效地转化为活性炭.
• 加入活性炭作为填充剂显著提高了生物基环氧复合材料的机械性能,特别是抗拉强度.
• 从废弃种子中使用活性炭是一种可持续的方法,可以提高环氧复合材料的性能.