紫外与湿热人工老化对环氧树脂及绿色化学合成Fe2O3纳米复合材料力学-热学-形态学性能的影响

为解决环氧树脂材料在紫外(UV)、湿热环境下易老化的问题，研究人员通过绿色化学法合成Fe2O3纳米颗粒增强环氧复合材料，系统评估了UV、25°C/70°C湿热老化2-4周对材料性能的影响。研究表明，Fe2O3填充使复合材料硬度提升14.37%，拉伸强度最高增加30.25%，显著提升材料抗老化性能，为开发环境稳定型高分子复合材料提供新思路。

　　

这项研究深入探究了人工老化条件对纯环氧树脂及绿色化学法合成氧化铁(Fe₂O₃)纳米颗粒增强环氧复合材料的影响。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR/ATR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对纳米颗粒进行表征后，研究团队设计了三种老化实验：紫外辐射、25°C湿热处理和70°C湿热处理，持续时间分别为2周和4周。

力学性能测试显示，添加Fe₂O₃的复合材料展现出显著优势。在紫外老化4周后，其肖氏D硬度(Shore D)逆势增长14.37%，而纯环氧树脂则出现下降。拉伸试验数据更令人振奋：纳米增强复合材料的抗拉强度在UV老化2周和4周后分别提升18.95%和30.25%。热重分析(TGA)表明材料热稳定性得到改善，FESEM图像则从微观层面揭示了纳米颗粒在基体中的均匀分散及其对裂纹扩展的阻碍作用。

这些发现证实，绿色化学法制备的Fe₂O₃纳米颗粒不仅能增强环氧树脂的机械性能，还可有效提升其抵抗环境老化的能力。该研究为开发适用于恶劣环境的高性能聚合物复合材料提供了重要参考，特别是在需要兼顾力学强度和耐久性的工业应用领域。