摘要
玻璃纤维增强聚合物（GFRP）作为一种先进透明复合材料，在建筑装饰领域备受关注。然而，其高度定向的透光特性限制了其在对美学要求较高的环境中的应用。本研究利用玻璃纤维织物、平纹织丝绸织物和再生窗帘织物制备了三明治结构透明复合材料，并研究了层叠顺序对复合材料光学和力学性能以及弯曲失效机制的影响。光学性能分析表明，当透光复合材料以再生窗帘织物作为芯层、丝绸织物作为中间层、玻璃纤维织物作为最外层配置时，透射光呈现准各向同性散射，从而实现更均匀柔和的视觉效果。与GFRP相比，G/S/P/S/G复合材料的透光率和平均亮度分别降低了18.9%和48.3%，同时保持了稳定的显色指数93.0 Ra。三点弯曲测试表明，外层的高模量玻璃纤维有效承受了拉压应力，而丝纤维的高韧性和阻尼性能抑制了裂纹扩展。因此，G/S/P/S/G复合材料的弯曲强度和模量分别达到最高值434.4 MPa和19.0 GPa，较S/G/P/G/S复合材料分别提高了76.9%和84.5%。结合相机成像、声发射和Micro-CT分析发现，弯曲加载过程中出现80–100 dB的密集高幅值信号，表明基体到纤维的应力传递高效。纤维断裂被确认为主要的损伤机制，进一步证实了G/S/P/S/G复合材料优越的弯曲性能。
亮点
- 废弃纺织品被升级再造，在透明复合材料中实现高价值应用。
- 在准各向同性散射下，光呈现出最均匀且漫射的光学行为。
- 外层玻璃纤维织物和丝绸中间层提供了最佳的弯曲性能。
- 纤维断裂是G/S/P/S/G复合材料的主要失效机制。
- 该透明复合材料将功能性照明与艺术设计融为一体。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
数据可用性声明
支持本研究结果的数据可从通讯作者处经合理请求获取。
