可持续玄武岩纤维增强聚酰胺6,6复合材料：纤维长度和纤维含量对力学性能的影响

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本研究探讨了可持续玄武岩纤维（BF）作为玻纤和滑石粉替代品在注射成型工程聚酰胺6,6（PA 6,6）复合材料中的应用。将长度为3 mm和12 mm的玄武岩纤维以23 wt.%和30 wt.%的含量添加到PA 6,6中制备复合材料。玄武岩纤维的加入限制了聚合物链的流动性，导致复合材料粘度增加。流变学结果表明，3 mm玄武岩纤维复合材料对应力的滞后响应表现出更强的能量耗散能力，且复合材料在变形下的弹性行为随玄武岩纤维含量增加而增强。纤维长度对复合材料力学性能的影响大于纤维含量。12 mm玄武岩纤维复合材料在23 wt.%和30 wt.%含量下的拉伸强度和模量均高于3 mm纤维复合材料，而3 mm纤维在30 wt.%含量时弯曲强度提高了25%。实验模量与混合律预测的理论模量表明基体与玄武岩纤维之间存在相互作用。形貌分析显示3 mm纤维复合材料的纤维团聚现象比12 mm纤维更明显。玻纤增强PA 6,6的性能略高于玄武岩纤维增强PA 6,6，但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均优于滑石粉增强复合材料。

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