23、海洋环境可持续材料开发与沉积模式对材料性能的影响

海洋环境可持续材料开发与沉积模式对材料性能的影响

藻类纤维增强环氧树脂复合材料研究

1. 海水吸收性能

   • 为了研究藻类复合材料和纯树脂在海水中的物理性能，将专门的样品浸入海水中长达 30 天。每 10 天测量并分析主要性能，并与未浸水样品的相应性能进行对比。
   • 结果显示，树脂能保持其完整性，而复合材料在长时间海水浸泡后明显发生降解。这是因为天然纤维具有亲水和吸湿特性，海水会影响纤维 - 基体界面。
   • 从海水吸收结果来看，虽然吸收量随时间增加，但复合材料样品在浸泡约 20 天后呈现出稳定趋势。在海水浸泡的前 10 天，平均吸收量为 12.6%，30 天后达到 16.9%。纯树脂的吸水率增加幅度较小，这表明天然藻类纤维会促进复合材料的吸水，而相关树脂的吸水量明显较低。
   • 藻类复合材料的海水吸收率平均达到 17%，与其他用作聚合物复合材料天然增强体的天然纤维的结果相似。例如，含 15%长椰纤维的复合材料样品对蒸馏水和海水的吸收率约为 20%。
   • 导致海水吸收的原因可能包括基体与纤维的粘结不良、复合材料中纤维体积过多，或者缺乏预处理以降低藻类纤维的亲水行为。
   • 以下是海水吸收测试的具体数据：
     | 材料类型 | Vm [%] | 样品编号 | 0 天 | 1 天 | 10 天 | 20 天 | 30 天 |
     | — | — | — | — | — | — | — | — |
     | 树脂 | 0 | 1 | 0 | 0.32 | 0.65 | 0.98 | 1.08 |
     |