硅烷表面处理作为增强ixtle纤维–PET核心–Elaeocarpus ganitrus外壳生物炭增强环氧复合材料在使用温度条件下的故障缓解策略

摘要 本研究的目的是评估硅烷表面处理作为故障缓解策略在长时间高温暴露下增强的ixtle纤维、PET核心和Elaeocarpus ganitrus外壳生物炭增强环氧复合材料的有效性。为此，制备了未处理、硅烷处理和热老化的复合材料，并在50°C条件下进行7天、14天、30天和90天的调理。对机械性能、疲劳性能和钻孔行为进行了系统研究，并进行了微观结构分析。结果表明，硅烷处理显著改善了初始的机械性能、疲劳性能和钻孔性能，增强了纤维-基体界面结合力。然而，随着服务温度持续时间的增加，所有机械性能由于基体降解和界面削弱而逐渐下降。即便如此，硅烷处理的复合材料与未处理的复合材料相比，仍保持优越的机械和疲劳性能，在50°C下暴露90天后，强度保留仍在可接受范围内。钻孔结果进一步确认尽管经历热老化，处理系统的孔扩大减少，尺寸稳定性提高。总体而言，研究结果强调硅烷表面处理有效延缓热诱导损伤，保持了功能性能，适用于中等升温应用的聚合物复合材料。