硅烷偶联剂界面改性玄武岩纤维增强热塑性聚丙烯复合材料的界面与力学性能

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玄武岩纤维（BF）增强热塑性复合材料具有环保、可回收利用的优势，同时兼具优异的力学性能、耐高温性和耐腐蚀性。本研究采用单胺硅烷和二胺硅烷偶联剂对玄武岩纤维进行界面改性，所用改性剂包括3-氨基丙基三甲氧基硅烷（SATMS）、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷（DATMS）以及尿素改性硅烷3-脲基丙基三甲氧基硅烷（SUTMS）。采用薄膜层压工艺制备了玄武岩纤维/聚丙烯（BF-PP）复合材料。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱等手段表征了改性纤维的表面形貌、化学结构和粗糙度。力学性能测试结果表明，采用含尿素硅烷偶联剂改性的复合材料（BF/SUTMS-PP）性能最优，弯曲强度提高26%，拉伸强度提高22.4%，缺口Izod冲击强度提高21%。然而，由于SUTMS热稳定性较低，当加工温度超过240°C时，硅烷的Y型末端会发生分解，从而影响BF/SUTMS-PP复合材料的力学性能。研究表明，含尿素的硅烷偶联剂具有最强的增强效果，但其热稳定性限制了高温加工工艺的应用。

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