尼龙6/玄武岩纤维/高密度聚乙烯复合材料的微观结构与力学性能研究

摘要整理

高密度聚乙烯（HDPE）作为典型的聚烯烃材料，是全球应用最广泛的商用塑料之一，但其力学性能不足限制了应用范围。本研究通过添加玄武岩纤维（BF）和聚酰胺6（PA6）来改善HDPE复合材料的力学性能。重点研究了纤维、有机填料及极性成分马来酸酐（MAH）对复合材料微观结构的影响。微观结构表征表明，二元分散相（PA6/BF）形成核壳结构，其中PA6包裹BF，且包裹程度随MAH添加量增加而降低。扫描电子显微镜（SEM）观察证实微观结构与各组分的界面张力密切相关。差示扫描量热法（DSC）分析显示HDPE微观结构发生显著变化，PA6和BF作为成核剂能提高冷却过程中的结晶速率。流变学研究表明，随着MAH含量增加，复合材料的复杂粘度和储能模量明显提高。静态负荷热变形试验结果表明，导热纤维BF与其他组分形成导热网络和通道，显著提升了复合材料的耐热性能。该复合材料具有良好的综合性能，适用于特殊工作环境。

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