氧化锌改性环氧树脂玄武岩纤维复合材料的混杂效应对力学性能的影响

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本文研究了纳米氧化锌（ZnO）填充环氧树脂/玄武岩纤维复合材料的制备工艺，并系统调查了混杂改性对复合材料力学性能的影响。通过添加不同质量分数（1~5 wt%）的ZnO纳米填料对环氧树脂进行改性，采用超声分散技术实现纳米填料在树脂中的均匀分散。复合材料通过湿法铺层工艺制备，随后采用压力模塑固化。为评估树脂改性效果，测试了弯曲强度和拉伸强度，并通过层间剪切强度（ILSS）测试评估ZnO纳米填料与环氧树脂及玄武岩纤维的相容性。ILSS的提高表明复合材料各组分间的润湿性得到显著改善。ZnO纳米填料的加入提高了弯曲强度，但对拉伸强度的改善不明显。当ZnO含量为2 wt%时（BEZ2复合材料），力学性能达到最优值，弯曲强度和拉伸强度相比未填充的BEZ0复合材料分别提高了约22%和9.78%，ILSS提高了21.74%。当ZnO纳米填料添加量超过2 wt%时，由于纳米填料团聚，复合材料的弯曲强度、拉伸强度和ILSS均出现下降。扫描电子显微镜观察表明，过量填料的团聚导致复合材料因分层、基体开裂和纤维断裂而失效。

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