香蕉假茎高含量纤维素微纤增强层状环氧复合材料的力学性能提升研究

本研究通过微波辅助法从香蕉假茎中高效提取高结晶度(92%)纤维素微纤(CMFs)，采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)工艺制备含60wt% CMFs的层状环氧复合材料。该材料使杨氏模量提升63%(达1456MPa)，拉伸强度提高57%(达51.04MPa)，动态力学分析(DMA)显示储能模量和损耗模量显著增加，为农业废弃物高值化利用提供了绿色解决方案。

　　

Highlight

材料：香蕉假茎(B-PS)农业废弃物采自墨西哥塔巴斯科州种植园。使用乙二醇(≥99.5%)作为微波处理的悬浮介质，丙酮(≥99.8%)作为溶剂。环氧树脂基体为双酚A二缩水甘油醚(BADGE)体系Pro-set? INF-114(ρ=1.14g/cm³，粘度1014mPa·s/21°C)。

Study of the chemical, thermal, and morphological properties of CMFs extracted from banana pseudostem in a one-step process

通过一步法电磁辐射提取的香蕉假茎纤维素微纤(CMFs)显示出典型木质纤维素特征：3340cm^-1处O-H伸缩振动峰，2902cm^-1处CH₂不对称伸缩振动，1640cm^-1处C=C伸缩振动，以及1040cm^-1处纤维素骨架振动。这些"分子指纹"证实微波处理成功保留了纤维素的结构完整性。

Conclusion

从香蕉假茎提取的CMFs凭借92%的结晶度、349°C以上的热稳定性以及7-13μm的直径范围，成为环氧复合材料的理想增强体。突破性地将60wt%非织造CMFs直接融入树脂体系，避免了传统预织造纤维毡的局限性，为开发轻质结构材料开辟了新途径。