纤维与增强英文2026被引 1
切割玄武岩纤维和玻璃纤维增强环氧复合材料的阻燃性能和高温磨损行为研究
Investigation of fire resistance and thermal wear behavior of chopped basalt and glass fiber reinforced epoxy composites
Hasan Türkmen, Rüçhan YILDIZ, Hilal Can · Pamukkale University
摘要整理
本研究通过在环氧树脂基体中加入玻璃纤维和玄武岩纤维（质量分数分别为0.4、0.8和1.6 wt%），以增强环氧树脂的阻燃性能和高温磨损性能。采用UL-94垂直燃烧试验和极限氧指数（LOI）测试评估复合材料的阻燃性能，在25~100°C温度范围内评估其高温磨损性能。纯环氧树脂的邵氏D硬度为77.6，添加1.6 wt%玻璃纤维和玄武岩纤维后分别增加至83.9和85.9。在100°C条件下，纯环氧树脂的体积磨损量为821.14 mm³，添加玻璃纤维后降至615.8 mm³，添加玄武岩纤维后进一步降至527.36 mm³。平均摩擦系数从0.758分别降低至0.582和0.535。Archard磨损系数从纯环氧树脂的6.66e-03分别降低至玻璃纤维增强复合材料的4.36e-03和玄武岩纤维增强复合材料的3.35e-03。阻燃性能方面，LOI值从纯环氧树脂的25.8%分别提高至玻璃纤维和玄武岩纤维增强复合材料的28.5%和30.4%。在UL-94测试中，纯环氧树脂无法分级，玻璃纤维增强复合材料达到V2~V1级，含0.8和1.6 wt%玄武岩纤维的复合材料达到V0级。这种优越性归因于玄武岩纤维更高的熔融/软化温度和其铝硅酸盐隔热结构。TG/DTG、DSC和LOI综合评估结果表明，玄武岩纤维显著增强了环氧树脂的热稳定性。
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