Ductile unidirectional continuous rayon fibre-reinforced hierarchical composites
Ductile unidirectional continuous rayon fibre-reinforced hierarchical composites
复制标题
延展性单向连续人造丝纤维增强分级复合材料
DOI：
10.1016/j.compositesa.2016.08.021
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发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Shamsuddin S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shamsuddin S
使用无端人造丝纤维（Cordenka®）来增强含有2.5重量%的聚羟基丁酸酯（PHB）纳米复合材料。纳米原纤化纤维素（NFC），以产生真正的绿色分层复合材料。采用无溶剂连续湿粉末浸渍法制备了纤维体积分数为50-55%的单向（UD）复合材料。该复合材料表现出韧性破坏行为，断裂应变超过10%，尽管使用非常脆的基体。模型复合材料水平的改进被转化为UD分级复合材料的更高的机械性能。人造丝纤维增强（NFC增强）的聚羟基丁酸复合材料的杨氏模量约为15 GPa。与纯聚羟基丁酸纤维增强复合材料相比，聚羟基丁酸纤维增强复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别提高了15%和33%。这表明将NFC结合到PHB基质中结合了人造丝纤维，这确实影响了组分之间的负荷转移，从而产生具有更好机械性能的复合材料。
Endless rayon fibres (Cordenka®) were used to reinforce polyhydroxybutyrate (PHB) nanocomposites containing 2.5 wt.% nanofibrillated cellulose (NFC) to create truly green hierarchical composites. Unidirectional (UD) composites with 50–55% fibre volume fraction were produced using a solvent-free continuous wet powder impregnation method. The composites exhibit ductile failure behaviour with a strain-to-failure of more than 10% albeit using a very brittle matrix. Improvements at a model composite level were translated into higher mechanical properties of UD hierarchical composites. The Young’s moduli of rayon fibre-reinforced (NFC-reinforced) PHB composites were about 15 GPa. The tensile and flexural strength of hierarchical PHB composites increased by 15% and 33% as compared to the rayon fibre-reinforced neat PHB composites. This suggests that incorporation of NFC into the PHB matrix binds the rayon fibres, which does affect the load transfer between the constituents resulting in composites with better mechanical properties.
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