单宁酸和3-氨基丙基三乙氧基硅烷改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的界面和力学性能增强

摘要整理

本研究采用温和、环保的方法在水溶液中将单宁酸（TA）和3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APS）共沉积到玄武岩纤维（BFs）表面。对制备的BF-TA/1APS/环氧树脂样品进行了刚度和强度评估。结果表明，改性玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）复合材料的纤维-基体界面剪切强度（IFSS）提高了65.3%，复合材料的弯曲强度、弯曲模量和层间剪切强度分别增加了38.1%、31.6%和20.9%。这些力学性能的提升归因于纤维表面粗糙度和润湿性的改善，增强了纤维与基体之间的化学键、氢键和π-π相互作用。有限元分析（FEA）表明，材料内部最大应力随界面过渡区厚度增加而降低，最大降幅约为33.9%。该改性方法具有工艺简单、成本低廉、环境友好等优势，为高性能纤维增强复合材料的制备提供了新的思路。

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