可持续玄武岩纤维增强PA 6,6复合材料：纤维长度和纤维含量对机械性能的影响（上）

• 研究了玄武岩纤维对PA 6,6性能的影响。

• 将玄武岩纤维加入 PA 6,6 中可增强其热稳定性和抗变形能力。

• 抗弯强度随着玄武岩纤维的填充而提高，特别是在较短的纤维复合材料中。

• 流变分析表明，玄武岩纤维增强材料可以提高能量耗散能力。

摘要

本研究旨在探索可持续玄武岩纤维 (BF) 与玻璃纤维和滑石粉在注塑工程聚酰胺 6,6 (PA 6,6) 塑料复合材料中的应用。将长度为 3 毫米和 12 毫米的玄武岩纤维以 23 和 30 wt.% 的量添加到 PA 6,6 中以制造复合材料。玄武岩纤维的添加限制了复合材料中聚合物链的流动性，导致其粘度增加。流变学结果表明，对外加应力的异相响应表明 3 毫米玄武岩纤维复合材料可以耗散更多能量，并且复合材料在变形下的弹性行为随着玄武岩纤维重量的增加而增加。与纤维负载相比，纤维长度对复合材料的机械性能有更大的影响。23 wt.% 和 30 wt.% 的 12 mm 玄武岩纤维复合材料的拉伸强度和模量高于 3 mm 玄武岩纤维复合材料，而 30 wt.% 的 3 mm 玄武岩纤维复合材料的弯曲强度提高了 25%。混合规则预测的实验和理论模量表明基质和玄武岩纤维之间存在相互作用。形态分析表明，3 mm 纤维的复合材料中的团聚比 12 mm 纤维的复合材料中更多。玻璃纤维增强 PA 6,6 的性能略高于玄武岩纤维增强 PA 6,6。然而，玄武岩纤维增强复合材料在拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和热变形温度方面表现出比滑石增强复合材料更好的性能。

1.引言

近年来，随着电动汽车 (EV) 的广泛采用，以汽车为代表的交通运输行业发生了变革性变化，而汽车对社会的影响最大。这一变革源于全球努力实现零排放、低碳足迹和交通运输行业可持续增长。设计更坚固、更轻的新材料对于全球交通运输行业的发展至关重要。该领域持续改进的一个关键方面是开发轻质、高性能和阻燃材料，这有助于克服该行业面临的关键挑战，包括减轻车辆整体重量和减少电动汽车电池组的潜在热失控。

在汽车工业中，通常使用玻璃纤维 (GF) 增强聚酰胺来生产塑料部件。纤维有助于提高最终复合材料的模量和强度，并降低材料的整体价格。聚酰胺 66 (PA 6,6) 以其出色的机械强度、高耐热性、热稳定性和低密度而闻名，是一种工程热塑性塑料，具有高强度重量比和出色的耐磨性。

尽管这些特性使 PA 6,6 成为电动汽车部件的多功能塑料，但与其他工程塑料相比，PA 6,6 的高成本往往超过了其性能。因此，人们广泛探索了在 PA 基质中使用低成本可持续填料的方法，就PA 6,6而言，填料可以帮助平衡其高成本。

滑石粉填充复合材料历来受到青睐，因为它们具有成本效益和机械性能（主要是模量）的改善，同时不会影响拉伸强度。滑石粉在挤压剪切和应力下会分层，使复合材料的模量高于纯塑料。然而，由于纤维的性质（例如强度重量比、重量轻和隔热性能），玻璃纤维增强复合材料凭借其出色的强度和刚度已成为汽车行业的标志。

玄武岩纤维是介于颗粒填料和纤维状增强材料（如滑石和玻璃纤维）之间的中间材料，应深入探索以制造复合材料。这将满足工业对替代材料多样化的重视，作为一种更可持续的方法，因为玄武岩纤维对环境无害，由 100% 的天然岩石制成，覆盖了大约 70% 的地球表面，环境中的任何玄武岩残留物都不会干扰生态系统。作为一种可持续的纤维/填料，玄武岩纤维在加入聚合物基质中时可以提高其整体性能。它主要由 SiO2 （46-52 %）、Al2O3 （ 15-17%）、Fe2O3和FeO（9-12%）组成。玄武岩纤维本质上具有优异的热性能，不易燃、耐紫外线降解，并且具有声学阻尼性能或良好的吸振能力。玄武岩纤维和玄武岩纤维增强复合材料在工业和汽车领域有着广泛的应用。与玻璃（2.50 g/cm 3）和碳纤维（1.80 g/cm 3 ）相比，玄武岩纤维（2.6-2.7 g/cm 3 ）的可回收性要高得多。玄武岩纤维因其天然来源而具有可回收性优势，回收过程中的有毒排放更少。回收后，玄武岩纤维在高达 1400°C 的温度下不会熔化，而是恢复为天然玄武岩粉。相比之下，碳纤维增强复合材料在热分解过程中会产生有毒气体并消耗大量能量。玄武岩纤维成本较低（0.34-3.42 欧元/千克），因此可以替代传统的合成纤维。

研究表明，玄武岩纤维增强聚丙烯（PP）复合材料在加入纤维后机械性能显著提升，性能优于滑石粉。纤维含量和纤维-基质兼容性是影响性能的关键因素。Bozkurt等发现增加玄武岩纤维能增强减振行为，但会降低拉伸强度和模量。Deák和Czigány发现硅烷上浆的玄武岩纤维性能与玻璃纤维相当。Tábi等发现长玄武岩纤维增强聚酰胺复合材料性能优于短纤维和玻璃纤维。Yu等通过表面处理提高界面结合，显著增强了复合材料的界面剪切强度和拉伸强度。伽马射线辐照对玄武岩纤维/环氧复合材料的影响表明，层间剪切强度随辐照剂量增加而提高。

开发具有定制性能的可持续复合材料，以满足结构部件、电池外壳或热管理系统的性能需求，对于确保电动汽车的安全性和效率至关重要。这受到复合材料制造变量（例如纤维长度和纤维负载）相互作用的影响；了解这些关系对于增强复合材料配方以平衡强度和耐久性是有益的。本研究考察了直径为 3 毫米和 12 毫米、重量百分比为 25 和 30 的短玄武岩纤维和长玄武岩纤维对复合材料性能的影响。对玄武岩纤维和玄武岩纤维增强复合材料进行了全面的力学分析、复合材料的流变行为、使用混合规则 (ROM) 对复合材料模量的理论评估、形态学研究、热分析和表面化学分析。采用两步工艺将较长的玄武岩纤维加入复合材料中，从母料开始，然后在第二次挤出过程中稀释 PA 6,6。由于将这种纤维送入挤出机存在技术挑战，因此必须采用这种两步工艺。复合材料的整体制造采用双螺杆挤出机进行熔融挤出，然后进行注塑成型，以生成样品，用于进一步的机械测试和质量表征。还制备了滑石粉和 GF 增强 PA 6,6 复合材料，以比较玄武岩纤维与这些传统填料的性能。复合材料的特征在于其机械、热、流变和形态特性。

2.材料与方法

2.1材料

聚酰胺 66 粒料（Ultramid A3K 密度为 1.13 g/cm3，熔体体积速率为 120 cm 3 /10 min，温度为 275 °C）购自 BASF Chemicals International。玄武岩纤维由 Smarter Building systems 制造，由 Competitive Green Technologies（加拿大安大略省利明顿）友情捐赠，编号为 BM-0206（12 mm 长，16 µ D）和 BM-0315（3 mm 长，13 µm D）。玻璃纤维 ChopVantage HP 3610 购自 PPG（俄亥俄州，美国）。玻璃纤维长度为 3.8 mm，直径为 10 μm。滑石粉 Artic Mist 由 Imerys Talc（美国）友情提供。

2.1.1样品制备

PA 6,6 颗粒和玄武岩纤维在加工前在 80 °C 的烤箱中干燥一夜。复合材料在 26 毫米双螺杆挤出机（LabTech Engineering Co. LTD，泰国）中混合，该挤出机有 8 个加热区。机筒的第一个和最后一个加热区温度设定为 265 °C，中央加热区设定为 270 °C，螺杆转速为 100 rpm，进料速率为 5 kg/h。

玄武岩纤维复合材料通过两种不同的方法制备而成。较长的玄武岩纤维（BM-0206，12 毫米长，16 微米直径）基复合材料的制备方法是，首先用 60 wt.% 的 PA 6,6 进行母料挤出，然后进行第二次挤出，用额外的 PA 6,6 稀释母料。由于挤出 12 毫米玄武岩纤维本身存在困难，因此需要进行这一双重步骤。较短的玄武岩纤维（BM-0315，3 毫米长，13 微米直径）通过一步挤出制备而成，即将 PA 6,6 与玄武岩纤维混合，然后进行挤出。

挤出物以线材形式获得，在水浴中冷却，原位制粒，并在 65°C 的烤箱中保存干燥，然后注塑成型。纯 PA 6,6 和纤维填充复合材料采用 MPP Technologies（美国俄亥俄州索伦）的微型塑料成型机 Mini-Jector Model 55P/1 注塑成型。纯 PA 6,6 注塑时后筒和前筒温度为 270°C，喷嘴温度为 274°C，而 PA 6,6/玄武岩纤维复合材料注塑时后筒和喷嘴温度为 280°C，前筒温度为 274°C。对于弯曲和拉伸样品，注射压力设定为 1300 psi，注射量为 0.90 in。冲击样品的成型压力为 1100 psi，注射量为 0.60 英寸。所有样品的保压压力均为 900 psi，保压时间为 15 秒。

所有样品在测试前均在密封袋中放置至少 48 小时。检测了 2 wt.% 的玄武岩纤维，即23wt.% 和30wt.%。表1显示了所用的配方和样品的命名法。样品标识中括号内的数字表示所用的填料含量。

2.2特性

2.2.1傅里叶变换红外光谱（FTIR）

使用 Thermo Fisher Scientific 的 Nicolet 6700 FTIR（美国马萨诸塞州 Thermo Scientific）对样品进行红外分析，以确定表面特性和功能组，分辨率为 4 cm-1，扫描次数为 64 次。之后，通过 Omnic 软件（美国马萨诸塞州 Thermo Scientific）获取数据，并使用 Origin 版本 2023b（美国马萨诸塞州 OriginLab）处理和呈现数据。

2.2.2机械试验

使用 Instron 万能试验机（型号 3382）（Instron，马萨诸塞州，美国）测试复合材料的力学性能。拉伸试验按照 ASTMD638-14（IV 型试样）进行。弯曲试验按照 ASTM D790-10 进行。使用 Zwick/Roell Hit25P 装置（ZwickRoell，德国乌尔姆）进行悬臂梁缺口冲击强度模式的冲击试验。悬臂梁冲击强度按照 ASTM D256标准（试验方法 A），使用 2.75 J 冲击摆锤进行测量。每项力学性能测试至少使用 5 个试样，并使用 Microsoft Excel 版本 2312（Microsoft 365，华盛顿州，美国）计算和报告每个测试的平均值和标准差。

2.2.3密度

按照 ASTMD792 的规定，使用电子密度计（MD 300S，Qualitest，Advanced Testing Technologies，Int.）测定样品的密度。密度计测量样品在空气和浸没液体（水）中的重量，然后使用重量差和水的密度计算样品的密度。对于所有测量，至少测量三个样品，并记录平均值。

2.2.4热特性

使用热重分析仪 (TGA) Q500（TA Instruments，特拉华州，美国）对样品进行热分析，使用约 15 mg 样品，温度为 600 °C，加热速率为 10 °C/min，同时保持 60 mL/min 的氮气流量。根据 TA Instruments，特拉华州，美国动态机械分析仪 (DMA) Q800 的技术说明测量热变形温度。将尺寸为 50 × 12 × 3 mm（长×宽×厚）的样品放置在三点夹中。加热温度为 30 °C 至 220 °C，加热速率为 2 °C/min，同时施加 1.8 MPa 的力，当达到 250 µm 的偏转时终止测试。使用 Thermal Advantage 程序版本 5.5.3 收集数据，并使用 Excel 版本 2312（Microsoft 365，华盛顿州，美国）和 TA Instruments Universal Analysis 2000 版本 4.54（TA Instruments，特拉华州，美国）进行处理。对于最终图表，使用了 Origin 版本 2023b（OriginLab，马萨诸塞州，美国）。

2.2.5流变行为

使用安东帕流变仪 (MCR-302)（奥地利）对 PA 6,6 和复合材料进行流变学检查。测试样品和平行板装置相隔 1 毫米。为了进行流变学测试，进行了频率扫描，覆盖 1% 应变范围内的高到低剪切频率，从 628 开始到 0.1 rad/s 结束。为了防止降解，测试在 270°C 下进行，并在室内连续通入氮气。使用 Rheoplus/32 版本 3.61 获取数据后，使用 Excel 版本 2312（Microsoft 365，华盛顿，美国）处理数据。对于最终图表，使用了 Origin 版本 2023b（OriginLab，马萨诸塞州，美国）。

2.2.6断口形貌

通过使用 Thermo Fisher Scientific International Phenom ProX 扫描电子显微镜 (SEM) 分析冲击断裂表面形态来确定纤维与 PA 6,6 基质之间的相互作用。使用英国 Cressington Scientific Instruments 的 108 自动金溅射镀膜机，将金镀在复合材料样品上六秒钟。

3.1 FTIR分析

图 1显示了 PA 6,6、玄武岩纤维及其复合材料的 FTIR 光谱，用于验证功能基团的存在。C = O（酰胺 I）和 NH（酰胺 II）的拉伸分别与 1632 和 1529 cm-1 处的峰相关，而 PA 6,6 中的 NH 拉伸 [ 11 ] 与 3293 cm -1处的峰相关。

图 1.纯PA 6,6、玄武岩纤维和 PA 6,6/玄武岩纤维复合材料的 FTIR 光谱。

加入 23 wt.% 的填料降低了 PA 6,6 特征峰的强度。3 mm 玄武岩纤维的峰强度降低幅度大于 12 mm 和 PA 6,6 聚合物。在 30 wt.% 时，12 mm 玄武岩纤维复合材料的 1632 cm -1和 1529 cm -1处的峰强度增加，尤其是在酰胺 I 和酰胺 II 带。这表明玄武岩纤维和 PA 6,6 之间形成了氢键。对于 3 mm 玄武岩纤维复合材料，在 12 mm 玄武岩纤维复合材料中，30 wt.% 时 1632 cm -1和 1529 cm -1处的峰强度没有显著差异。然而，玄武岩纤维中 Si-O-Si 和 Si-O 的伸缩振动分别在 676 cm -1和 897 cm -1处出现的峰（图 1a）在复合材料中却未观察到。这可能表明这些功能基团与 PA 6,6 没有发生化学反应。

3.2力学性能

图 2a -c显示了 PA 6,6 及其复合材料的机械性能。纯 PA 6,6 的拉伸强度 (TS) 为 84 MPa。纤维长度和玄武岩纤维的重量百分比对复合材料的 (TS) 和拉伸模量有明显影响。3 毫米和 12 毫米玄武岩纤维的 TS 均为 23 wt.%，这分别使纯 PA 6,6 的拉伸强度 (TS) 降低了 9% 和 23.4%。然而，含有 12 毫米玄武岩纤维的复合材料高于 3 毫米玄武岩纤维。在玄武岩纤维含量较高的情况下，观察到 3 毫米和 12 毫米玄武岩纤维复合材料的 TS 分别降低了 5% 和 6%。有趣的是，随着复合材料中玄武岩纤维重量百分比的增加，TS 持续增加。纤维含量越高，拉伸强度就越高，正如在 12 毫米复合材料中观察到的那样，它比 3 毫米复合材料（23 wt.%）高 18%，比 30 wt.% 高 2%。这一现象与 Hassan 等人的研究结果一致，他们报告称，复合材料中的纤维越长，拉伸强度越高。

图2.纯PA 6,6和玄武岩纤维增强PA 6,6复合材料的机械性能（a）拉伸（b）弯曲（c）冲击强度（d）预测和实验结果的混合规则。

添加玄武岩纤维后，所有复合材料的拉伸模量均大幅增加。用 30 wt.% 的 12 mm 玄武岩纤维增强的 PA 6,6 具有最高的拉伸模量，为 6.015 GPa，比纯 PA 6,6 增加了 92%。23 wt.% 的 3 mm 玄武岩纤维复合材料具有最低的拉伸模量。由于纤维提供的增强材料可增强纤维-基质相互作用，因此预计拉伸模量会有所改善。为了确认这种相互作用的存在，应用了混合规则。复合材料的弹性模量必须在上限和下限范围内，以验证纤维-基质相互作用。这些界限在下面的公式 (1)和(2)中表示。

其中，Em、Vm、Ef和Vf分别为基体弹性模量、基体体积分数、纤维弹性模量和纤维体积分数。根据文献，纤维的弹性模量取为86.2 GPa。纤维体积分数根据PA 6,6基体、复合材料和纤维的密度使用公式（3）计算得出，基体体积分数为1-Vf。

图2显示了复合材料预测的上限和下限的模量以及 3 毫米和 12 毫米玄武岩纤维复合材料的实验模量。实验模量介于上限和下限之间，因此，复合材料的行为符合混合规则，即结合各个组分的性质和一定程度的相互作用。然而，实验值更接近下限。这表明，对复合材料整体性能的主要影响来自性能较低的材料。Harder 等人认为，这可能是由于纤维-基质界面相互作用较差导致应力传递有限所致。

将玄武岩纤维添加到 PA 6,6 基体中，可通过增加玄武岩纤维填料的 wt.% 来提高弯曲强度。这是由于基体聚合物链的增强和限制性增加所致。对于玄武岩纤维复合材料，在 30 wt.% 的 3 mm 玄武岩纤维中，弯曲强度（约135 MPa）提高最为显著。这比纯聚合物增加了 25%。3 mm 和 12 mm 玄武岩纤维的弯曲和拉伸性能差异可能与载荷传递和纤维排列有关。在弯曲试验中，载荷垂直于纤维施加，而不是在拉伸试验中平行施加。在拉伸试验中，较长的纤维会更好地与载荷方向对齐，从而使纤维-基体应力沿纤维长度更好地传递，靠近末端的载荷传递较少。然而，在弯曲试验中，弯曲应力将沿着长纤维的长度集中，从而增加复合材料区域的应力集中，从而降低弯曲强度。

3毫米玄武岩纤维复合材料的抗弯强度更高，这有两种可能：一是纤维-基质关系。对于短纤维，基质可能与纤维充分接触，从而提供最大程度的封装，从而提高纤维-基质应力传递效率。另一种可能性是，短纤维可以很容易地分散在基质中，而不会严重聚集，从而使复合材料中的应力消散效果更好。然而，由于较长纤维的几何形状，它们可能无法完全嵌入基质中，这可能导致单独的独立纤维，从而导致复合材料中的应力传递不良。因此，对于弯曲或弯曲载荷，较短的纤维更能分散应力。

图2c显示了纯 PA 6,6 及其复合材料的冲击强度 (IS)。所有复合材料的冲击强度均低于 PA 6,6。纤维长度和 wt.% 对复合材料的冲击性能起着重要作用。值得注意的是，在相同的玄武岩纤维负载下，30 wt.% 的 12 mm 玄武岩纤维复合材料表现出比 3 mm 玄武岩纤维复合材料更好的回弹性和韧性。短纤维（3 mm）复合材料的冲击强度在低（23 wt.%）和高（30 wt.%）玄武岩纤维负载下降低。当纤维添加到聚合物基体中时，纤维末端充当应力集中点，从而削弱基体并降低韧性。因此，较短的纤维具有较小的冲击强度，因为基体内会有更多的应力集中位置。这可以解释为什么 3 毫米玄武岩纤维复合材料的冲击强度下降幅度比 12 毫米玄武岩纤维复合材料更大。

相比之下，GF 增强 PA 6,6 的性能略高于玄武岩纤维增强 PA 6,6 基体。30 wt.% 玻璃纤维获得的数据与文献中提供的数据相当，证实了当前研究的结果。在这些实验中，除了拉伸模量和 IS 之外，玄武岩纤维增强 PA 6,6 的整体性能优于滑石粉增强 PA 6,6，这可能是由于材料的性质（纤维与颗粒）造成的。将纤维加载到塑料基体中时，最终材料会达到一个临界点，基体无法容纳纤维，这可能是由于纤维加载过量或不兼容造成的。当特定性能随着纤维或填料的增加而受到负面影响时，也可能会出现临界纤维载荷。例如，Achuckwu 等人。发现，当玻璃纤维重量负载为 15% 时，聚丙烯的拉伸强度达到临界点，而模量最多可增加 40 wt.%。当复合材料的性能开始下降时，可以检测到这种现象。Mouhmid 等人还在 PA 6,6 中负载了 15%、30% 和 50 wt.% 的短玻璃纤维，并报告了拉伸强度和模量持续增加。

3.3密度

密度是许多汽车应用的重要因素。纯 PA 6,6 的密度为 1.109 g/cm3。表2表明，增加填料浓度和纤维长度可以预期密度会增加。玄武岩纤维的密度为 2.65 g/cm3，这将增加复合材料的密度，正如所观察到的。当玄武岩纤维的含量为 23 wt.% 时，密度增加到 ∼1.27 g/cm 3，当为 30 wt.% 时，密度最高可达 1.30 g/cm 3。与玻璃纤维相比，30 wt.%（3 毫米和 12 毫米）玄武岩纤维复合材料的密度分别降低了 2% 和 5% 以上，而滑石粉的密度降低了 3%。这表明，在类似的负载条件下，玄武岩纤维可以替代 GF 和滑石粉，而且密度更低，这对于轻量化应用至关重要。

3.4热重分析

图 3a、b 和 3b分别显示了纯 PA 6,6 及其相关复合材料的 TGA 和 DTG 热分析图。TGA 数据分别列于表 3中。PA 6,6 的起始热降解温度为 377.1 ℃，最终降解温度为 416.75 ℃。如表 3所示，这些复合材料的起始热降解温度非常接近，均低于 PA 6,6（GF 复合材料除外） 。这表明玄武岩纤维在影响 PA 6,6 开始热降解方面几乎没有依赖于长度和 wt.%。最大降解时的温度略高于 PA 6,6，这表明玄武岩纤维增强材料可能会提高复合材料的热稳定性。然而，玄武岩纤维对 PA 6,6 复合材料热稳定性的真正影响可以从降解后的残留物百分比中看出。从 PA 6,6（1.95%）到玄武岩纤维复合材料（22.73–28.83%），转变范围很广。热重法比较表明，添加玄武岩纤维显著改变了复合材料的热稳定性。这种显著影响源于玄武岩纤维，它主要由二氧化硅组成，具有很高的热稳定性；因此，它为 PA 6,6 提供了更好的热稳定性。

图3.a、3a'和3b.PA 6,6 及其相关复合材料的热重分析、热降解开始的放大部分和差示热重分析：PA 6,6 (i)、BF3 (23) (ii)、BF12 (23) (iii)、BF12 (30) (iv)、BF3 (30) (v)、GF (30) (vi)、滑石 (30) (vii)。3c. PA 6,6 及其复合材料的热变形温度。

3.5热变形温度

热变形温度 (HDT) 是指施加 1,800 MPa 的应力时样品变形 250 µm 的温度。这是工程塑料的重要特性，因为它可用于设定材料加工过程中的热极限。如图 3c 所示，对于 12 mm 和 3 mm 玄武岩纤维复合材料，随着玄武岩纤维 wt.% 的增加，PA 6,6 的 HDT 均显著增加。与含有 30 wt.% 3 mm 玄武岩纤维的纯 PA 6,6 相比，含有 30 wt.% 3 mm 玄武岩纤维的复合材料的 HDT (173°C) 增幅最大 (161 %)。由于纤维对聚合物基质具有增强作用，并限制了聚合物在加载过程中的变形，因此 HDT 会因复合材料的刚度而增加。含有 3 毫米玄武岩纤维的复合材料在 HDT 方面表现出更好的性能，这一趋势证实了弯曲强度的结果，因为 HDT 和弯曲强度都是在三点弯曲情况下发生的。更高的纤维重量百分比增加了 PA 6,6 的热稳定性，同时减少了热变形。在没有这些纤维的情况下，聚合物基质更加灵活，从而降低了使材料偏转所需的温度。改进的 HDT 可能对热稳定性至关重要的应用有益，例如汽车部件或电气外壳。

3.6流变行为

进行了频率扫描测试，以确定复合材料和纯 PA 6,6 的流变性，例如复数粘度、储能模量和损耗模量。纯 PA 6,6 表现出假塑性流动行为，复数粘度随角频率的增加而降低（图 4c）。聚合物链的缠结导致熔融聚合物中的这种剪切变稀行为。由于缠结而对聚合物的限制是造成高粘度的原因。然而，随着频率的增加，缠结会减少，从而降低复数粘度。通过添加玄武岩纤维，复数粘度和损耗模量会增加。如前所述，对于其他性能，添加纤维会限制复合材料的流动性，从而导致粘度增加。纤维增强对流动性能的这种影响随着填料含量的增加而增加；因此，含有 30 wt.% 填料的复合材料将具有高粘度，如图4c所示。Harder 等人也观察到了类似的结果。在PBSA基质中添加啤酒花天然纤维可以增加复数粘度。