核桃壳粉与铺层顺序协同调控槟榔/红麻纤维增强环氧树脂复合材料的物理-机械及热学性能

本期推荐：来自国内的研究团队针对天然纤维复合材料性能优化难题，创新性地将核桃壳粉(WSP)填料(2.5-10 wt%)与槟榔/红麻纤维(AK)混杂铺层(AKAK/AKKA/KAAK)相结合。研究发现7.5 wt% WSP填充的KAAK结构复合材料展现最优性能：拉伸强度61.84 MPa，弯曲强度93.62 MPa，冲击能量提升24.64%，表面硬度提高13%。该研究为开发高性能环保复合材料提供了新策略。

　　

这项突破性研究揭示了槟榔(areca)与红麻(kenaf)纤维增强环氧树脂复合材料中，核桃壳粉(walnut shell powder, WSP)填料与铺层顺序的协同增效机制。通过精确调控纤维堆叠序列(AKAK、AKKA、KAAK)和WSP添加量(2.5-10 wt%)，研究人员构建出具有卓越综合性能的环保复合材料。

当WSP含量达到7.5 wt%时，KAAK铺层结构的复合材料展现出惊人的力学性能：拉伸强度飙升至61.84 MPa，弯曲强度达到93.62 MPa，较未填充体系分别提升24.64%的冲击能量和13%的表面硬度。扫描电镜(SEM)图像清晰显示，WSP颗粒在纤维-基体界面形成"纳米铆钉"效应，显著增强界面结合强度。

有趣的是，性能曲线呈现典型的"火山型"变化趋势——超过7.5 wt%后，过量填料反而导致性能下降。这种"过犹不及"现象为复合材料配方优化提供了精确的临界值参考。该成果不仅为农业废弃物(核桃壳)高值化利用开辟新途径，更为汽车内饰、建筑隔热等领域的轻量化材料开发提供了创新解决方案。