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物理老化对生料、处理及相容椰壳纤维基聚异戊二烯生物复合材料力学性能的影响( The Effect of Physical Aging on the Mechanical Properties of Raw, Treated and Compatibilized Coir Fibers-Based Polyisoprene Bio-Composites )
CA Kakou M Raji H Abdellaoui R Bouhfid D Rodrigue
天然纤维增强硫化橡胶基生物复合材料的生产得到了广泛的研究。然而，在长期储存过程中出现的老化现象导致的不可逆损伤限制了这类复合材料的性能，目前还没有对其进行深入的研究。因此，本工作的目的是表征和理解这些生物复合材料的结构-力学性能关系，并将有效交联密度与物理老化之间的关系作为纤维含量(0、20、30和40%）和纤维表面改性（碱处理）的函数。此外，采用马来酸酐接枝聚异戊二烯作为偶联剂，提高了界面粘接性能。对自然老化前后的样品进行了完整的形貌（扫描电镜）和力学（剪切和拉伸）表征。结果表明，在所研究的条件范围内，拉伸模量随纤维含量的增加而增加，偶联剂的存在由于界面应力传递较好，拉伸强度较高。然而，由于纤维的低弹性，观察到了重要的弹性损失（断裂应变）。最后，不同的物理老化机制导致了聚异戊二烯基体的后固化现象引起的分子构型的改变和自由体积的减少，以及纤维的低环境稳定性。结果表明，与未老化的纯聚异戊二烯相比，纯聚异戊二烯基体的杨氏模量提高了8倍，而生物复合材料的杨氏模量的变化较小（5倍），这与交联密度和椰壳纤维在硫化基体中的分散状态有关。
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