纤维体积分数对玄武岩/聚酯和菠萝叶/聚酯复合材料力学性能和阻燃性能的影响

摘要整理

木材传统上用于建筑构件、列车乘客座椅和汽车车门的制造。然而，木质结构建筑在火灾事故中燃烧蔓延速度快，对铁路和道路车辆安全构成严重威胁。玄武岩纤维增强聚合物复合材料因其熔点高，可作为木材的替代材料。但目前关于不同纤维体积分数天然纤维复合材料（特别是岩石纤维）的阻燃性能研究仍较为有限。本研究系统调查了纤维体积分数对复合材料阻燃特性的影响。采用玄武岩纤维（BRF）和菠萝叶纤维（PLF）增强聚酯复合材料面板，研究了纤维体积分数为10%~45%范围内的力学性能、吸水性和阻燃性能。采用Halpin-Tsai模型计算理论杨氏模量。结果表明：BRF/聚酯和PLF/聚酯复合材料的力学性能分别在纤维体积分数达到40%和30%时达到最大值，理论杨氏模量与实验值吻合良好。随着纤维体积分数增加，线性燃烧速率百分比显著降低。吸水性研究表明PLF/聚酯复合材料具有亲水性，而BRF/聚酯复合材料具有疏水性。该研究为开发高性能阻燃复合材料提供了重要的工艺参数指导。

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