MWCNTs改性的环氧复合材料，采用 kapok 纤维增强：用于汽车应用的力学与振动性能研究

《Polymer Composites》：MWCNTs Modified Epoxy Composites Reinforced With Kapok Fiber: Mechanical and Vibrational Study for Automotive Applications

本研究探讨MWCNT增强Kapok纤维环氧复合材料的机械与振动性能。实验表明，0.5wt% MWCNT时，拉伸强度提升73%，模量提升159%，断裂面分析证实MWCNT有效减少缺陷，增强结构。模态分析显示自然频率提升显著，验证了该材料在轻量化汽车部件中的潜力。

　　

摘要

本研究探讨了填充有多壁碳纳米管（MWCNT）的环氧复合材料在加入木棉纤维（KF）增强后的机械性能和振动特性，以评估其在汽车领域的应用潜力。环氧基体通过改变MWCNT的添加量（重量百分比分别为0%、0.1%、0.3%、0.5%和0.7%）进行改性，并通过添加KF进行增强。实验结果表明，当MWCNT的添加量为0.5%时，该复合材料的抗拉强度提高了73%，抗拉模量提高了159%。对受拉伸载荷的复合材料试样的断裂表面分析显示，MWCNT减少了微孔数量、裂纹扩展以及层离现象，从而使结构更加致密和坚固。采用冲击锤（Brüel & Kj?r, 2302-50）对含有MWCNT的木棉纤维复合材料板进行了实验模态分析（EMA），以测定其固有频率，并通过ABAQUS有限元软件得到的数值结果进行了验证。分析结果显示，在CCFF边界条件下，添加0.5% MWCNT的木棉/环氧复合材料的第一个和第二个固有频率分别比纯环氧复合材料提高了24.20%和36.36%；在CCC边界条件下，这两个固有频率分别提高了32.24%和30.38%。这些发现表明，所开发的复合材料在轻量化、高性能的汽车应用方面具有很大潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。