玄武岩/E玻纤增强乙烯基酯混杂复合材料的力学性能和断裂特性研究

摘要整理

本研究对玄武岩纤维、E玻璃纤维及其混杂增强乙烯基酯复合材料进行了对比分析。采用真空灌注工艺制备复合材料，纤维铺层方向分别为0°/90°和±45°。分析了体积分数对复合材料力学性能和冲击断裂面形貌的影响。结果表明：0°方向铺设的玻璃纤维和玄武岩纤维具有更高的承载能力，而45°方向纤维表现出更高的塑性变形。硅烷偶联剂处理的玻璃纤维混杂复合材料由于纤维与聚合物基体间结合良好，拉伸强度、弯曲强度、韧性和断裂伸长率均得到显著提升。纤维与基体间韧性灵活的界面通过应力转移耗散更多能量，提高了抗剪切能力。BGS-0.2混杂复合材料的冲击强度相比纯玄武岩纤维(B-0)和纯玻璃纤维(G-0)增强层板分别提高了103%和108%。然而，45°纤维铺层方向导致强度和模量降低，但伸长率增加。混杂复合材料的断口形貌扫描电镜观察表明玄武岩和玻璃纤维的铺层方向有效控制了复合材料性能，纤维与基体间的良好结合和冲击加载下灵活的界面相结构得到验证。硅烷偶联剂的加入导致吸水率略有增加，这是由于偶联剂中含有极性官能团。

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