32、黄麻和亚麻纤维增强复合材料的渗透性、冲击与弯曲性能研究

黄麻和亚麻纤维增强复合材料的渗透性、冲击与弯曲性能研究

1. 研究背景

复合材料凭借其卓越的性能，如高拉伸强度、良好的磨损率、高耐腐蚀性和低密度等，在众多领域得到了广泛应用。目前，开发新型材料以拓展应用领域成为趋势。玻璃纤维和碳纤维虽具有高的强度重量比，但由于不可生物降解和成本高昂，其使用受到限制。因此，天然纤维增强复合材料（NFRC）因其易获取、价格实惠、可回收和具备一定强度等特点，成为玻璃纤维和碳纤维的有吸引力的替代品，尤其在汽车领域，能实现汽车的轻量化和高效化。

纤维的取向对聚合物复合材料的力学性能（如拉伸强度、抗压强度、冲击强度和弯曲强度等）起着重要作用。将纤维平行于加载方向放置可获得最高强度。此外，通过表面处理（如涂层）、添加纳米颗粒以及采用混合复合材料等方式，可改善NFRC的性能。不过，NFRC的吸水性是其主要缺点，且不同天然纤维的吸水性有所差异。纤维体积分数（FVF）对NFRC的力学性能也有显著影响。

为了研究天然纤维在承受冲击和弯曲载荷的部件（如汽车中的板簧）中的适用性，制备了两种不同的NFRC，并进行了冲击和弯曲测试，以探究层数对冲击和弯曲强度的影响。采用真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺制造NFRC，该工艺能提供高质量的部件。

2. 材料与方法

2.1 材料

材料	克重（GSM）	密度（g/cc）	厚度（mm）
黄麻纤维	215