复杂聚合物复合材料的机械分析,这些复合材料用回收的树和蒙莫里隆尼特粘土进行增强

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
• 可持续材料 可持续材料

背景情况:

• 聚合物复合材料越来越多地使用天然和矿物填充剂来实现可持续性.
• 纤维素残留物和纳米粘土可以增强刚性和热稳定性.
• 填充剂和矩阵之间的界面兼容性是一个重大挑战.

研究的目的:

• 研究用白树粉和蒙特莫里隆尼特粘土增强的环氧复合材料的机械性能.
• 开发具有减少环境影响的可持续材料.
• 评估填料负荷对复合材料性能的影响.

主要方法:

• 用5%,10%和20%的白树粉和蒙特莫里隆尼特粘土制造环氧复合材料,包括混合组合.
• 机械测试包括冲击,曲和压力强度.
• 扫描电子显微镜 (SEM) 用于填充剂分散和形态分析.

主要成果:

• 更高的填充剂含量 (>20%) 增加了粘度,阻碍了加工.
• SEM揭示了不规则的填充物形态和异质的分散.
• 所有配方的冲击强度都下降,原因是接口粘附性差和空隙.
• 在低填料含量 (5-10%) 的情况下,压力强度有所提高,表明有效的负载转移.
• 使用高达10%填充剂的复合材料显示出性能和可持续性的平衡.

结论:

• 树粉和蒙特莫里隆尼特粘土可以作为环氧复合材料的可持续增强剂.
• 差的界面兼容性限制了性能,特别是在更高的填充负载时.
• 有高达10%填充剂的复合材料适用于非结构应用,如面板和涂层.
• 需要对表面处理进行进一步的研究,以提高填充剂-矩阵兼容性和整体性能.