玄武岩纤维表面改性及其对玄武岩纤维/环氧树脂复合材料层板力学性能的影响

摘要整理

玄武岩纤维（BFs）因其优异的热机械性能和商业价值而备受关注。然而，需要进行表面改性以改善纤维与基体的界面粘合。本研究探索了硝酸、草酸和硅烷试剂作为表面改性剂的适用性。纤维在化学试剂中浸泡不同时间后，采用湿法铺层工艺制备层板，并进行压力固化。对所得复合材料进行力学测试，评估表面处理酸类和处理时间对拉伸强度、冲击强度和弯曲强度的影响。研究表明，酸处理通过在酸处理纤维表面产生多种官能团，有利于改善层板的力学性能。与草酸处理相比，硝酸处理的层板力学性能更优。在处理时间方面，硝酸处理时间从15 min增加至30 min时，层板力学性能得到改善；而草酸处理时间从90 min延长至180 min时，层板力学性能反而下降。采用一级酸处理和二级硅烷处理的纤维制备的复合材料拉伸强度增幅最大。综合结果表明，硝酸处理最为有效，能显著提升玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的拉伸强度、冲击强度和弯曲强度。

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