30、天然纤维增强复合材料的性能研究与应用

天然纤维增强复合材料的性能研究与应用

纤维长度和纤维含量的影响

纤维长度和含量对复合材料的性能有着显著影响。在香蕉纤维增强复合材料（BFRC）的研究中，不同的实验得出了重要结论。
- 香蕉纤维长度实验 ：有研究使用硬化剂（HY591）和环氧树脂（LY556）制造BFRC，并按照ASTM D638标准进行25mm标距长度的拉伸试验。结果显示，由15mm纤维长度制成的复合材料具有更优的机械性能。还有研究对椰壳纤维增强复合材料进行实验，将纤维长度从30mm逐步增加到50mm（每次增加10mm），发现50mm纤维长度时复合材料的机械性能最佳。
- 香蕉纤维长度和含量综合实验 ：另一个关于BFRC的研究使用硬化剂（HY951）和环氧树脂（LY556），切割不同重量百分比（8 - 20%，步长4%）和长度（5 - 20mm，步长5mm）的纤维进行实验。从实验结果可知，BFRC的最佳重量比和纤维长度分别为16%和15mm。过多的纤维增加会导致纤维 - 基体的粘附性降低，基体相对减少，从而降低复合材料的性能。
- 纤维体积分数对断裂韧性的影响 ：对BFRC和玻璃纤维增强复合材料（GFRC）进行纤维分数体积百分比为13%、17%和20%的断裂韧性实验，结果表明，由于香蕉纤维和玻璃纤维的增强作用，断裂韧性得到提高。随着体积分数的增加，裂纹扩展载荷增大，因此GFRC和BFRC的断裂韧性都随纤维体积的增加而增加，且GFRC的断裂韧性优于BFRC。
- 纤维体积分数对玻璃 - 香蕉 - 菠萝叶复合材料的影响 ：对不同纤维含量（30%、40%和50%）的玻璃