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文|楠猫
编辑|楠猫
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近几十年来，社会面临着气候变化和资源利用的挑战，导致生态系统的退化 。为了应对这些威胁性变化，国际社会致力于寻找新的生产和创造价值的方式，包括轻量化结构和对木质纤维素生物质的有效利用，以实现可持续创新的可能解决方案 。
事实上，轻量化就意味着减少生产能量、减少生产的原材料和管理终生的材料，质量的减少也导致了交通工具的能量耗减少和污染物排放的减少 。
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因此，在各种应用中，夹层结构越来越多地取代了块状结构，因为它们具有轻巧、在弯曲时的机械性能以及热、振动和声学特性 。纤维内含物基环氧树脂复合材料就是一种夹层结构，它是一类具有广泛应用潜力的高性能材料 。在生活中，它的运用也十分广泛 。
让我们一起来探究，纤维内含物基环氧树脂复合材料的特性究竟有何特殊之处才能被广泛运用？
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●○热固性有机基体：环氧树脂○●
环氧树脂是一种热固性聚合物，它由两部分组成：环氧基团催化剂和含胺固化剂（-NH2或-NH） 。在交联过程中，胺基团中的每个氢原子打开环氧环，并产生了聚合物链 。
与热塑性树脂相比，环氧树脂在受冲击时更易脆裂 。根据研究人员的研究，热固性基体复合材料的冲击响应还存在一些弱点：
?在相同的冲击能量下，与热塑性基体复合材料相比，由于冲击而导致的剥离面积更大 。
? 对于25 J的冲击能量，环氧增强结构会被穿孔，而热塑性复合结构的最大位移约为11.4 mm 。
? 在相同的冲击能量水平下，环氧基体复合材料的耗散能量与冲击能量的比值高于热塑性基体复合材料 。该比值的增加增加了结构被穿孔的风险 。
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此外，这类树脂的高脆性也是复合材料伪塑性行为的原因 。在受到冲击时，会引发层内和层间裂纹的开启 。与此同时，环氧残渣形成并阻碍了冲击后裂纹的闭合，这对复合材料的抗冲击性不利 。
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●○纤维材料和类型○●
复合材料根据其组成进行分类，包括基础材料（基体）和填充材料 。基体或粘合剂是将填充材料在结构中粘合或保持的基本材料，而填充材料以天然或合成材料的片状、块状、颗粒状、纤维状或晶须状形式存在 。
由于其高强度、耐久性、热稳定性、抗冲击性、化学性能、摩擦性能和耐磨性，所以玻璃纤维被誉为是最常用的合成纤维 。
然而，使用传统加工技术对玻璃纤维增强聚合物（GFRPs）进行加工通常是缓慢、困难的，而且工具寿命较短 。玻璃纤维易于从原材料制造，原材料供应几乎无限 。
根据使用的原材料和其在制造过程中的用量，通常使用多种类型的玻璃纤维在GFRP复合材料中，玻璃纤维在使用寿命结束时也存在处理不方便的缺点 。
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