改性氮化硼-玄武岩纤维/环氧树脂复合材料层板及其增强机械性能研究

摘要整理

环氧树脂及其复合材料因固化后脆性大、疲劳强度低、断裂能小等缺陷，其应用范围受到严重限制。为改善其力学性能并拓展应用领域，本研究采用热压工艺成功制备了改性氮化硼-玄武岩纤维/环氧树脂复合材料层板（EP-BF/mBN）。以玄武岩纤维（BF）作为环氧树脂复合材料的增强体，采用聚多巴胺（PDA）和聚乙烯亚胺（PEI）共沉积处理的氮化硼纳米片作为增韧剂。研究了改性氮化硼溶液浓度对复合材料弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度（ILSS）和模式II层间断裂韧性（G_IIC）等力学性能的影响。当改性氮化硼溶液浓度为6 g·L⁻¹时，弯曲强度、弯曲模量、ILSS和G_IIC分别提高了12.7%、10.4%、37.0%和62.3%，相应数值分别达到894.6 MPa、34.6 GPa、60.4 MPa和483.9 J·m⁻²。在-60°C低温条件下，EP-BF/mBN的弯曲强度、弯曲模量、ILSS和G_IIC分别比EP-BF提高20.0%、10.7%、38.9%和68.9%，表明改性复合材料在低温环境下仍保持优异的力学性能，具有广阔的应用前景。

相关论文