利用替代基体提升热塑性短天然纤维复合材料的长期力学性能 | MDPI Biomimetics

本研究受仿生学启发，借鉴天然木纤维的结构与功能特征，旨在通过将木纤维等天然纤维整合到热塑性基体中，提升聚合物复合材料的综合性能。研究背景在于木塑复合材料通过添加天然纤维可增强力学性能并减少碳足迹，但其在恶劣条件下的性能信息有限。研究目的是采用三种热塑性基体（聚丙烯、聚苯乙烯和聚乳酸），通过挤出和注塑成型工艺制备木塑复合材料，并研究相容化处理、退火处理以及吸水等因素对力学性能的影响。结论表明，添加纤维可提高拉伸模量、强度、热变形温度等，但冲击强度下降；粗木纤维优于细木纤维；退火处理可提升聚乳酸复合材料的性能；聚乳酸复合材料吸水率高易降解；研究认为所制备的聚乳酸复合材料在某些应用中具有替代玻璃纤维增强聚丙烯的潜力，从而减少对化石基材料的依赖。