玄武岩纤维增强复合材料层间芳纶纸浆准竖向纤维桥接行为构建及其弯曲性能改善

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玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）因具有优异的强度/模量与重量比和低成本优势，在土木工程领域具有替代碳纤维增强复合材料的巨大应用潜力。针对纤维增强复合材料中树脂富集区（RRR）和界面过渡区（ITR）存在的问题，采用压缩成型工艺，将具有微纤维主干和纳米纤维支链特征的芳纶纸浆（AP）纤维制成多层超薄非织造布，插层于BFRP复合材料层间，以增强弯曲强度和弹性模量。AP纤维在RRR中形成插层结构，改善脆性环氧树脂粘接层性能，防止低外载荷下的开裂。AP纤维的自由支链嵌入玄武岩纤维层中，在ITR区构建准竖向纤维桥接行为，产生更强的机械互锁作用，阻止裂纹沿环氧树脂/玄武岩纤维界面扩展。三点弯曲测试结果表明，面密度为4 g/m²的AP插层膜效果最优，弯曲强度平均值达315.75 MPa，弹性模量达21.38 GPa，相比基体分别提高63.4%和47.1%。该简单、低成本的AP插层方法被证实为改善BFRP复合材料层间结构和弯曲性能的有效手段，有望应用于民用航空工业高性能层状纤维增强复合材料的制造。

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