纤维与增强英文2025被引 11
玻璃纤维增强聚合物复合材料软-刚性界面结构的力学和摩擦学性能增强研究
Enhanced mechanical and tribological properties of basalt fiber reinforced polymer composites with a soft‐rigid interfacial structure
Dong Xiang, Zheng Liu, Haizhu Wang, Wankun Liu, Eileen Harkin‐Jones, Jingxiong Ma, Menghan Wang, Libing Liu, Yuanpeng Wu, Chunxia Zhao, Hui Li · Southwest Petroleum University
摘要整理
玄武岩纤维(BF)与环氧树脂(EP)之间的界面粘结弱以及复合材料摩擦学性能不理想，限制了玄武岩纤维/环氧树脂(BF/EP)复合材料的应用前景。本研究采用多巴胺(DA)在弱碱性环境中的氧化自聚反应和DA与氮化硼(BN)之间的亲核反应，利用聚多巴胺(PDA)和氮化硼(BN)对玄武岩纤维进行表面改性。通过构建BF与EP基体之间的软-刚性混合界面结构，有效实现了从EP基体到BF的载荷传递和耗散。研究结果表明，改性后的复合材料力学性能显著提升，这得益于BF与EP之间增强的相容性和机械锁定作用。具体而言，改性BF与EP之间的界面剪切强度提高了37.5%，改性BF/EP复合材料的弯曲强度和层间剪切强度分别提高了39.5%和25%。此外，改性BF/EP复合材料的摩擦学性能得到显著改善，磨损率降低了40%，这归因于改善的界面相互作用和BN的自润滑效应。这些性能的提升增强了BF/EP复合材料的商业应用潜力。
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