玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的制备、热分析及力学性能研究

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本研究采用手糊工艺与压缩模塑相结合的方法制备了玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）复合材料，材料为20层结构，纤维体积分数Vf=53.66%，玄武岩纤维采用斜纹2/2织法。通过动态力学分析（DMA）探究了复合材料在不同温度和频率下的粘弹性行为；热机械分析（TMA）进行了蠕变恢复和应力松弛试验。通过tanδ曲线峰值确定了玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的玻璃转化温度（Tg）；采用热重分析（TGA）在空气和氮气氛围中分别研究了复合材料和玄武岩纤维的热分解行为。拉伸试验和三点弯曲试验用于表征复合材料的力学性能。研究结果表明：随着频率增加，BFRP复合材料的Tg略有升高，在相同条件下，储存模量曲线在中间转变区的下降斜率减小；手糊压缩模塑混合工艺能有效制备纤维体积分数超过50%的高性能聚合物基复合材料。值得注意的是，TGA实验揭示了玄武岩纤维在30~900 °C温度范围内具有优异的热稳定性。

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