表面处理与埃洛石纳米管增强的可持续性剑麻-竹聚乳酸杂化生物复合材料的物理、热学及摩擦学特性研究

为解决天然纤维复合材料机械性能和耐湿性不足的问题，研究人员开展了剑麻(Kenaf)-竹(Bamboo)/聚乳酸(PLA)杂化生物复合材料研究。通过碱处理纤维和添加埃洛石纳米管(HNTs)，使复合材料空隙率降至0.87%，吸水率最低达7.71%，热降解峰值温度提升14.01%，耐磨性提高50%。该研究为建筑滑动门材料提供了可持续解决方案。

　　

天然纤维复合材料在结构应用中的推广长期受限于其较差的机械性能和抗湿性。这项创新研究聚焦于剑麻(Kenaf)和竹(Bamboo)两种环保天然纤维与生物可降解聚乳酸(Polylactic acid, PLA)的层压杂化体系。研究团队采用双重改性策略：对纤维进行碱处理(alkali treatment)，同时在基体中添加埃洛石纳米管(Halloysite nanotubes, HNTs)作为生物填料。

光谱学和形态学分析证实，碱处理与纳米填料的协同作用有效改善了天然纤维的亲水特性。经处理的复合材料展现出显著优化的物理性能：纤维密度提升8.5%，空隙率从0.99%降至0.91%，而添加HNTs后进一步降低至0.87%，同时获得最低7.71%的吸水率。热重分析显示，碱处理使材料的热降解峰值温度提高11.21%，而HNTs的加入更使该指标提升14.01%。摩擦学测试结果尤为突出，耐磨性能分别提升40.11%和50%。

通过扫描电镜对磨损表面的微观结构观察，研究人员确认了材料性能增强的机制。这项研究证明，化学处理结合HNTs填料的PLA基复合材料，其耐磨性能获得突破性改善，为建筑用滑动门等结构件提供了具有市场竞争力的可持续材料解决方案。