Charakterisierung und Leistung von oberflächenmodifizierten biochar-verstärkten Polyesterverbundwerkstoffen mit unterschiedlichen Stapelsequenzen von Glas-/Steinwolle-/Sisal-Fasern

Diese Studie untersucht den Einfluss der Fasernstapelreihenfolge und des Biochar-Füllgehalts auf die Leistung von hybriden Polyesterverbundwerkstoffen, die mit Sisal-, Glas- und Steinwolelfasern verstärkt sind. Laminat mit S/R/S- und G/R/G-Stapelkonfigurationen wurde mit Biochar-Gehalten von 0 bis 5 Vol.% hergestellt und auf mechanische, tribologische, thermische und Entflammbarkeitseigenschaften evaluiert. Die Stapelreihenfolge beeinflusste das Verhalten des Verbundwerkstoffs erheblich. Die G/R/G-Konfiguration übertraf konstant die S/R/S-Konfiguration aufgrund der höheren Steifigkeit, Tragfähigkeit und Nicht-Entflammbarkeit der Glasfasern in den äußeren Schichten. Unter allen Proben zeigte G3 (G/R/G mit 3 Vol.% Biochar) die beste mechanische Leistung, die auf die gleichmäßige Dispersion von Biochar und die verbesserte Faser-Matrix-Grenzflächenbindung zurückzuführen ist, was die Rissbeständigkeit und den Lasttransfer verbesserte. Für tribologische, thermische und Entflammbarkeitseigenschaften war G5 (G/R/G mit 5 Vol.% Biochar) die optimale Zusammensetzung. Es zeigte die niedrigste Abriebrate und den Koeffizienten der Reibung, verbesserte die Wärmeleitfähigkeit und übertriff die Flammresistenz und erreichte eine UL-94 V-0-Bewertung ohne Tropfen oder Zündung von Baumwolle. Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass sowohl die Stapelreihenfolge als auch der Biochar-Gehalt entscheidende Rollen bei der Anpassung der multifunktionalen Leistung von hybriden Polyesterverbundwerkstoffen spielen.